FI126517B - Organic / inorganic composite and refractory board containing it - Google Patents
Organic / inorganic composite and refractory board containing it Download PDFInfo
- Publication number
- FI126517B FI126517B FI20070482A FI20070482A FI126517B FI 126517 B FI126517 B FI 126517B FI 20070482 A FI20070482 A FI 20070482A FI 20070482 A FI20070482 A FI 20070482A FI 126517 B FI126517 B FI 126517B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- minutes
- fire
- flame
- sheet
- inorganic
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/02—Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/016—Flame-proofing or flame-retarding additives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Orgaanis/epäorgaaninen komposiitti ja sitä sisältävä palonkes-toinen levyOrganic / inorganic composite and fire-resistant sheet containing it
Keksinnön tausta Keksinnön ala [0001] Keksintö koskee orgaanis/epäorgaanisia komposiitteja, joilla on erinomainen palonkesto-ominaisuus, ja orgaanis/epäorgaanista komposiittia sisältävää palonkestoista levyä.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The invention relates to organic / inorganic composites having excellent fire resistance properties, and to an organic / inorganic composite fire retardant sheet.
Aiheeseen liittyvän tekniikan kuvaus [0002] Palonkestoisia tai palamista hidastavia materiaaleja voidaan käyttää arkkitehtuuri- tai koristemateriaaleina. Arkkitehtuurimateriaalit, joita selostetaan taiwanilaisissa patenteissa nro 583 078 ja 397 885, käsittävät pääasiassa täytekerroksen, joka toimii palonkestoisena kerroksena, joka käsittää epäorgaanisia materiaaleja, kuten perliittiä, MgC^a, MgO:a, CaCC>3:a tai sementtiä. Lisäksi jäykkä, palonkestoinen laminaatti voidaan saada kuitujen tai kuitukankaiden joustavista alustoista, joihin on sekoitettu liekkiä hidastavia aineita, vaahdotusaineita ja 50 ~ 80 paino-% epäorgaanisia materiaaleja.Description of Related Art Fire resistant or flame retardant materials may be used as architectural or decorative materials. The architectural materials disclosed in Taiwanese Patent Nos. 583,078 and 397,885 consist essentially of a filler layer which functions as a fire resistant layer comprising inorganic materials such as perlite, MgCl 2, MgO, CaCO 3 or cement. In addition, a rigid, fire-resistant laminate can be obtained from flexible substrates of fibers or nonwovens mixed with flame retardants, blowing agents and 50-80% by weight of inorganic materials.
[0003] Palonkestoiset pinnoitteet, jotka toimivat koristemateriaaleina ja joita selostetaan taiwanilaisissa patenteissa nro 442 549, 499 469 ja 419 514, käsittävät vaahdotus-ja paisutusaineiden, karbonointiaineiden, liekkiä hidastavien aineiden ja liimojen yhdistelmän, joka vaahtoaa ja paisuu, kun se joutuu alttiiksi palolle. US-patentissa nro 5 723 515 selostetaan palamista hidastavaa pinnoitusmateriaalia, joka käsittää juoksevaa, paisuvaa perusmateriaalia, jossa on vaahdotusaineita, paisutusainetta, hiiltymisainetta, sideainetta, liuotinta ja pigmenttiä, joka materiaali parantaa murtumisen ja kutistumisen vastustuskykyä. Sekoite, jota selostetaan US-patentissa nro 5 218 027, on valmistettu kopolymeerin tai terpolymeerin, pienimoduulisen polymeerin ja synteettisen hiilivetyelastomeerin koostumuksesta. Palamista hidastava lisäaine käsittää ryhmän I, ryhmän II tai ryhmän III metallin hydroksidia edellyttäen, että vähintään 1 paino-% koostumuksesta on organopolysiloksaanin muodossa. US-patentti nro 6 262 161 koskee eteenin ja/tai alfa-olefiini/vinyyli- tai vinyli-deenimonomeerien täytettyjä sekapolymeerikoostumuksia, joilla on parannetut ominaisuudet altistettaessa ne liekki- tai sytytys lähteille, ja niistä valmistettuja tuotteita. Tuotteet voivat olla kalvon, ohutlevyn, monikerrosrakenteen, lattian, seinän tai sisäkattopeitteen, vaahtojen, kuitujen, sähkölaitteiden tai johto- ja kaapeliasennusten muodossa. Tavanomaisia liekkiä hidastavia polymeerikoos- tumuksia saadaan orgaanisen polymeerin ja epäorgaanisen liekkiä hidastavan aineen fysikaalisella sekoituksella, jossa liitosaineita tai surfaktantteja liitetään tyypillisesti mukaan epäorgaanisen liekkiä hidastavan aineen dispergoitumisen parantamiseksi. Kuitenkin, koska orgaaninen polymeeri ei reagoi epäorgaanisen komponentin kanssa hyvärakenteisen komposiitin muodostamiseksi muodostamalla kemiallisia sidoksia, tavanomaiset liekkiä hidastavat koostumukset helposti sulavat, syttyvät tai tuottavat palavia pisaroita ollessaan alttiina liekki-tai sytytyslähteille.Flame retardant coatings, which act as decorative materials and are disclosed in Taiwanese Patent Nos. 442,549, 499,469, and 419,514, comprise a combination of foaming and expanding agents, carbonating agents, flame retardants, and adhesives that foam and expand when exposed. U.S. Patent No. 5,723,515 discloses a flame-retardant coating material comprising a fluid, expandable base material comprising blowing agents, a blowing agent, a carbonising agent, a binder, a solvent, and a pigment, which improves fracture and shrink resistance. The blend disclosed in U.S. Patent No. 5,218,027 is prepared from a composition of a copolymer or terpolymer, a low modulus polymer, and a synthetic hydrocarbon elastomer. The flame retardant additive comprises a Group I, Group II or Group III metal hydroxide, provided that at least 1% by weight of the composition is in the form of an organopolysiloxane. U.S. Patent No. 6,262,161 relates to filled copolymer compositions of ethylene and / or alpha-olefin / vinyl or vinylidene monomers having improved properties upon exposure to flame or ignition sources, and products made therefrom. Products can be in the form of film, sheet metal, multilayer structure, floor, wall or ceiling coverings, foams, fibers, electrical equipment or cable and cable installations. Conventional flame retardant polymer compositions are obtained by physical mixing of an organic polymer with an inorganic flame retardant, in which binders or surfactants are typically incorporated to improve dispersion of the inorganic flame retardant. However, since the organic polymer does not react with the inorganic component to form a well-structured composite by forming chemical bonds, conventional flame retardant compositions will readily melt, ignite, or produce flammable droplets when exposed to flame or ignition sources.
Patentissa EP 1384752 esitetään eristetty sähkökaapeli, joka käsittää yhdistelmän mikroseosta ja modifioitua mikroseosta, jolloin mikroseos käsittää polypropyleeniä ja modifioitu mikroseos on valmistettu sitomalla orgaaninen happoryhmä mikroseokseen; polypropyleeniä; ja ioniristisidos-täyteainetta, joka on magnesiumhydroksidiä.EP 1384752 discloses an insulated electric cable comprising a combination of a micro-mixture and a modified micro-mixture, wherein the micro-mixture comprises polypropylene and the modified micro-mixture is made by bonding an organic acid group to the micro-mixture; polypropylene; and an ionic cross-linking filler which is magnesium hydroxide.
Patentissa US 4246146 esitetään paloa hidastava suojaava pinnoite, joka on tuotettu liuottamalla vesiliukoinen polyisosyanaattiprepolymeeri joko paloa hidastavien materiaalien tai paksuntumien vesipitoiseen lietteeseen tai liuokseen. Alumiinitrihydraattia, AI(OH)3, käytetään paloa hidastavana aineena tai paksuntumana.US 4,246,146 discloses a fire retardant protective coating produced by dissolving a water soluble polyisocyanate prepolymer in an aqueous slurry or solution of either fire retardant materials or thickeners. Aluminum trihydrate, Al (OH) 3, is used as a flame retardant or thickener.
Patentissa US 4066578 esitetään polyuretaanikoostumus, erityisesti ristisilloitettu hydrofiilinen polyuretaanivaahtosysteemi.US 4066578 discloses a polyurethane composition, in particular a cross-linked hydrophilic polyurethane foam system.
[0004] Erityisesti, kuten kuvioissa 1a - 1b esitetään, tavanomaisen palonkestoisen materiaalin kuumennettu alue voi hiiltyä nopeasti ja paisua tilavuudeltaan 8 - 10-kertaiseksi alkuperäisestä johtuen sen sisältämistä vaahdo-tus-, paisutus-ja hiillytysaineista. Kuitenkin kuten kuviot 1c - 1d esittävät, pitkäaikaisen kuumennuksen jälkeen paisuva hiiltymiskerros (tai kuumennettu osa) murtuu lievästi ja kuoriutuu pois niin, että liekki ja kuumuus voivat siirtyä suoraan sisämateriaaleihin ja palonkesto on menetetty. Näin ollen parannettu palonkestoinen materiaali on toivottava.In particular, as shown in Figures 1a to 1b, the heated region of a conventional fire-resistant material may rapidly char and expand by 8 to 10 times its original volume due to the blowing, swelling and carbonizing agents contained therein. However, as shown in Figures 1c-1d, after prolonged heating, the expanding carbonization layer (or heated portion) breaks slightly and peeles away so that flame and heat can be transferred directly to the interior materials and fire resistance is lost. Thus, improved fire-resistant material is desirable.
Keksinnön lyhyt yhteenveto [0005] Tavanomaisen teknologian ongelmien vuoksi tässä keksinnössä käytetään palonkestoista komposiittimateriaalia, joka käsittää erilaisia epäorgaanisia hiukkasia dispergoituna täysin polymeeriin, kopolymeeriin tai oligomeeriin, jossa on reaktiivisia funktionaalisia ryhmiä. Epäorgaaniset hiukkaset voivat sisältää myös joko alunperin tai pinnan modifioinnin jälkeen reaktiivisia funktionaalisia ryhmiä, jotka voivat reagoida orgaanisen komponentin vastaavien reaktiivisten, funktionaalisten ryhmien kanssa muodostaen or- gaanis/epäorgaanisia komposiittimateriaaleja. Orgaanisten ja epäorgaanisten komponenttien välisen reaktion avulla orgaanisen polymeerin mekaaniset ja palonkesto-ominaisuudet vahvistuvat ja paranevat. Kemiallisten sidosten muodostaminen saa aikaan hyvin strukturoidun komposiitin, pinnalle muodostunut hiiltymäkerros on luja ja kykenee säilyttämään rakenteellisen yhtenäisyytensä kuoriutumatta tai murtumatta, mikä estää tehokkaasti lämmön suoran siirtymisen sisäosaan.BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION Due to the problems of conventional technology, the present invention employs a fire-resistant composite material comprising various inorganic particles dispersed completely in a polymer, copolymer or oligomer having reactive functional groups. The inorganic particles may also contain reactive functional groups, either initially or after surface modification, which may react with the corresponding reactive functional groups of the organic component to form organic / inorganic composite materials. The reaction between the organic and inorganic components strengthens and improves the mechanical and fire resistance properties of the organic polymer. The formation of chemical bonds provides a well-structured composite, the carbon layer formed on the surface being strong and capable of retaining its structural integrity without peeling or fracturing, effectively preventing heat transfer to the interior.
[0006] Keksinnön mukainen orgaanis/epäorgaaninen komposiitti käsittää polymeeriä, kopolymeeria tai oligomeeria, jossa on ensimmäinen reaktiivinen, funktionaalinen ryhmä; ja epäorgaanisia hiukkasia, joissa on toinen reaktiivinen, funktionaalinen ryhmä; jossa epäorgaaniset hiukkaset sidotaan kemiallisesti polymeeriin, kopolymeeriin tai oligomeeriin ensimmäisen ja toisen reaktiivisen ryhmän välisen reaktion avulla.The organic / inorganic composite of the invention comprises a polymer, copolymer or oligomer having a first reactive functional group; and inorganic particles having a second reactive functional group; wherein the inorganic particles are chemically bonded to the polymer, copolymer or oligomer by reaction between the first and second reactive groups.
[0007] Keksintö antaa lisäksi käyttöön palonkestoisen levyn, joka käsittää selostettua komposiittia.The invention further provides a fire-resistant panel comprising the disclosed composite.
[0008] Seuraavissa suoritusmuodoissa annetaan yksityiskohtainen kuvaus viitaten oheisiin piirustuksiin.The following embodiments will provide a detailed description with reference to the accompanying drawings.
Piirustusten lyhyt kuvausBrief Description of the Drawings
Keksintö on paremmin ymmärrettävissä lukemalla seuraava yksityiskohtainen kuvaus ja esimerkit, joissa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa: [0009] kuviot 1a - 1d esittävät tavanomaisia paisuvia palonkestoisia materiaaleja, jotka on saatettu liekkikokeeseen; [0010] kuvio 2 esittää keksinnön mukaista orgaanisen polymeerin ja epäorgaanisten hiukkasten muodostamaa komposiittimateriaalia, joka on saatettu liekkikokeeseen; [0011] kuvio 3 on juoksukaavio, joka esittää orgaanisen polymeerin ja epäorgaanisten hiukkasten muodostaman komposiittimateriaalin synteesi-prosessia; [0012] kuvio 4 on kaavamainen kuvio, joka esittää orgaanisen polymeerin ja epäorgaanisten hiukkasten muodostaman komposiittimateriaalin näytteelle suoritettua liekkikoetta; [0013] kuvio 5 on kaavamainen kuvio, joka esittää A4-kokoisen paperin lämpötilamittausta esimerkissä 10; ja [0014] kuvio 6 on diagrammi, joka esittää A4-kokoisen paperin takaista lämpötilaa kuumennusajan funktiona, jossa vertaillaan esimerkin 9 mukaista palonkestoista levyä ja kaupallista palonkestoista pinnoitusmateriaalia.The invention will be better understood by reading the following detailed description and examples, with reference to the accompanying drawings, in which: Figures 1a to 1d show conventional expandable flame-retardant materials which have been subjected to a flame test; Figure 2 shows a composite material of an organic polymer and inorganic particles according to the invention subjected to a flame test; Figure 3 is a flowchart illustrating a process for the synthesis of an organic polymer and composite material formed by inorganic particles; Fig. 4 is a schematic diagram showing a flame test performed on a sample of a composite material formed by an organic polymer and inorganic particles; Fig. 5 is a schematic diagram showing the temperature measurement of A4 paper in Example 10; and Fig. 6 is a graph showing the temperature at the back of A4 paper as a function of the heating time comparing the fire resistant sheet of Example 9 with a commercial flame retardant coating material.
Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus [0015] Seuraava kuvaus on parhaaksi katsottu tapa keksinnön toteuttamiseksi. Tämä kuvaus suoritetaan tarkoituksena valaista keksinnön yleisiä periaatteita eikä sitä ole ymmärrettävä rajoittavassa mielessä. Keksinnön suojapiiri määritetään parhaiten viittaamalla oheisiin patenttivaatimuksiin.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is the preferred embodiment for carrying out the invention. This description is made for the purpose of illustrating the general principles of the invention and is not to be construed as limiting. The scope of the invention is best defined by reference to the appended claims.
Keksintö koskee orgaanis/epäorgaanista komposiittia, joka käsittää: orgaanista komponenttia, joka käsittää 30 - 70 paino-% polymeeriä, kopolymeeria tai oligomeeria, joka käsittää polyuretaania, tai polyolefiinikopolymeeria, jossa on ensimmäinen reaktiivinen, funktionaalinen isosyanaattiryhmä; ja 70 - 30 paino-% epäorgaanisia hiukkasia, jotka käsittävät metallihydroksidia AI(OH)3:a tai Mg(OH)2:a, jossa on toinen reaktiivinen, funktionaalinen hydroksyyliryhmä; jossa epäorgaaniset hiukkaset on kemiallisesti sidottu polymeeriin, kopolymeeriin tai oligomeeriin ensimmäisen ja toisen reaktiivisen, funktionaalisen ryhmän välisellä reaktiolla, jolloin epäorgaaniset ja orgaaniset komponentit ovat riittävästi sitoutuneet siinä määrin, että saadaan aikaan palonkestoinen päällystysmateriaali, joka kykenee kestämään 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötiloja yli 3 minuutin ajan.The invention relates to an organic / inorganic composite comprising: an organic component comprising from 30 to 70% by weight of a polymer, copolymer or oligomer comprising polyurethane, or a polyolefin copolymer having a first reactive, functional isocyanate group; and 70 to 30% by weight of inorganic particles comprising metal hydroxide Al (OH) 3 or Mg (OH) 2 having another reactive, hydroxyl functional group; wherein the inorganic particles are chemically bonded to the polymer, copolymer or oligomer by reaction between the first and second reactive functional groups, wherein the inorganic and organic components are sufficiently bonded to provide a fire-resistant coating material capable of withstanding 1000-1200 ° C: flame temperatures for more than 3 minutes.
Lisäksi keksintö koskee palonkestoista levyä, joka käsittää: orgaanis/epäorgaanista komposiittia, joka käsittää: 30 - 70 paino-% orgaanista komponenttia, joka käsittää polyhappoa, polyuretaania, epoksihartsia, polyolefiinia tai polyamiinia, jossa on ensimmäinen reaktiivinen, funktionaalinen isosyanaattiryhmä; ja 70 - 30 paino-% epäorgaanisia hiukkasia, jotka käsittävät metallihydroksidia, nitridiä, oksidia, karbidia, metallisuolaa tai epäorgaanista kerroksellista materiaalia, jossa on toinen reaktiivinen, funktionaalinen hydroksyyliryhmä; jossa epäorgaaniset hiukkaset on kemiallisesti sidottu polyhappoon, polyuretaaniin, epoksihartsiin, polyolefiiniin tai polyamiiniin ensimmäisen ja toisen reaktiivisen, funktionaalisen ryhmän välisellä reaktiolla; jolloin epäorgaaniset ja orgaaniset komponentit ovat riittävästi sitoutuneet siinä määrin, että saadaan aikaan palonkestoinen päällystysmateriaali, joka kykenee kestämään 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötiloja yli 3 minuutin ajan.The invention further relates to a flame-retardant sheet comprising: an organic / inorganic composite comprising: 30 to 70% by weight of an organic component comprising polylic acid, polyurethane, epoxy resin, polyolefin, or polyamine having a first reactive, isocyanate functional group; and 70 to 30% by weight of inorganic particles comprising a metal hydroxide, nitride, oxide, carbide, metal salt or inorganic layered material having another reactive, hydroxyl functional group; wherein the inorganic particles are chemically bonded to the polylic acid, polyurethane, epoxy resin, polyolefin or polyamine by reaction between the first and second reactive functional groups; wherein the inorganic and organic components are sufficiently bonded to provide a flame-retardant coating material capable of withstanding flame temperatures from 1000 to 1200 ° C for more than 3 minutes.
[0016] Kun orgaanis/epäorgaanista komposiittimateriaalia poltetaan tai se altistetaan palamiselle, orgaaninen komponentti muodostaa hiiltymäker-roksen ja epäorgaaniset hiukkaset säteilevät absorboitua lämpöä. Epäorgaaniset hiukkaset vahvistavat myös rakenteen mekaanisia ominaisuuksia epäorgaanisten ja orgaanisten materiaalien välisellä reaktiolla niin, että pinnalle muodostunut hiiltymäkerros on luja ja kykenee säilyttämään rakenteellisen yhtenäisyytensä kuoriutumatta tai murtumatta, mikä estää tehokkaasti suoran lämmön siirtymisen sisäosaan. Palonkestoinen materiaali ei ole vain liekkiä hidastava, vaan myös sisäosan materiaaleja suojaava. Tämän seurauksena palonkestokyvyn kestoaika pitenee merkittävästi.When the organic / inorganic composite material is burned or subjected to combustion, the organic component forms a carbon layer and the inorganic particles radiate the absorbed heat. The inorganic particles also reinforce the mechanical properties of the structure by reaction between the inorganic and organic materials so that the carbon layer formed on the surface is strong and able to retain its structural integrity without peeling or fracturing, effectively preventing direct heat transfer to the interior. The fire-resistant material is not only flame retardant, but also protects the materials of the interior. As a result, the fire resistance time is significantly increased.
[0017] Epäorgaaniset hiukkaset, joissa on alunperin tai pinnan modifioinnin jälkeen reaktiivisia, funktionaalisia ryhmiä, dispergoidaan hyvin ja niiden annetaan reagoida orgaanisen komponentin, kuten polymeerin, mono-meerin, oligomeerin, esipolymeerin tai kopolymeerin kanssa palonkesto- ja mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi. Yleensä or-gaanis/epäorgaaninen komposiitti voi käsittää 10-90 paino-% orgaanista komponenttia ja 90 - 10 paino-% epäorgaanista hiukkasta. Keksinnön mukaisesti orgaanis/epäorgaaninen komposiitti käsittää 30 - 70 paino-% orgaanista komponenttia ja 70 - 30 paino-% epäorgaanista hiukkasta ja edullisemmin 40 -60 paino-% orgaanista komponenttia ja 60 - 40 paino-% epäorgaanista hiukkasta.Inorganic particles having reactive, functional groups initially or after surface modification are well dispersed and allowed to react with an organic component such as a polymer, monomer, oligomer, prepolymer or copolymer to improve their flame-retardant and mechanical properties. Generally, the organic / inorganic composite may comprise 10 to 90% by weight of the organic component and 90 to 10% by weight of the inorganic particle. According to the invention, the organic / inorganic composite comprises 30-70% by weight of the organic component and 70-30% by weight of the inorganic particle, and more preferably 40-60% by weight of the organic component and 60-40% by weight of the inorganic particle.
[0018] Saadussa komposiitissa oleva orgaaninen komponentti voi käsittää polymeeriä, kopolymeeria tai oligomeeria. Keksinnön tarkoituksiin termi ”polymeeri” tai ”kopolymeeri” viittaa yhdisteisiin, joiden lukukeskimääräiset moolimassat ovat välillä 1 500 - 100 000 daltonia, kun taas ”oligomeeri” viittaa yhdisteisiin, joiden lukukeskimääräiset moolimassat ovat välillä 200 - 1 499 daltonia.The organic component in the resulting composite may comprise a polymer, copolymer or oligomer. For purposes of the invention, the term "polymer" or "copolymer" refers to compounds having a number average molecular weight of 1500 to 100,000 daltons, while "oligomer" refers to compounds having a number average molecular weight of 200-1499 daltons.
[0019] Orgaanis/epäorgaanisessa komposiitissa orgaaninen komponentti ja epäorgaaniset hiukkaset sidotaan kemiallisesti yhteen vastaavien reaktiivisten, funktionaalisten ryhmien välisten reaktioiden avulla. Orgaanisen komponentin ja epäorgaanisten hiukkasten reaktiivisia, funktionaalisia ryhmiä voivat olla, niihin kuitenkaan rajoittumatta ryhmät -OH, -COOH, -NOO, -NH3, -NH2, -NH ja epoksiryhmät. Esimerkiksi orgaanista komponenttia, jossa on -COOH tai -NCO -ryhmiä (esim. orgaaninen happo tai reaktiivinen polyuretaani), voidaan käyttää reaktioon epäorgaanisten happojen kanssa, joissa on -OH -ryhmiä (esim. metallihydroksidi). Lisäksi orgaanista komponenttia, jossa on epoksiryhmiä, voidaan käyttää reaktioon epäorgaanisten hiukkasten kanssa, joissa on -NH2 -ryhmiä. Vaihtoehtoisesti orgaaninen komponentti, jossa on -OH -ryhmiä (esim. polyvinyylialkoholi), voi reagoida epäorgaanisten hiukkasten kanssa, joissa on -COOH tai -NCO -ryhmiä, ja orgaaninen komponentti, jossa on NH2 -ryhmiä, voi reagoida epäorgaanisten hiukkasten kanssa, joissa on epoksiryhmiä.In the organic / inorganic composite, the organic component and the inorganic particles are chemically bonded together by the reaction of the respective reactive functional groups. Reactive functional groups of the organic component and the inorganic particles may include, but are not limited to, -OH, -COOH, -NOO, -NH3, -NH2, -NH and epoxy groups. For example, an organic component having -COOH or -NCO groups (e.g., organic acid or reactive polyurethane) may be used to react with inorganic acids having -OH groups (e.g., metal hydroxide). In addition, the organic component containing the epoxy groups can be used to react with inorganic particles having -NH 2 groups. Alternatively, the organic component having -OH groups (e.g., polyvinyl alcohol) may react with the inorganic particles having -COOH or -NCO groups, and the organic component having NH2 groups may react with the inorganic particles having epoxy groups.
[0020] Sopivia orgaanisia komponentteja ovat mitkä tahansa mo- nomeerit, oligomeerit, monopolymeerit, kopolymeerit tai esipolymeerit, jotka sisältävät edellä mainittuja reaktiivisia, funktionaalisia ryhmiä. Reaktiiviset, funktionaaliset ryhmät voivat sijaita polymeerin rungossa tai sivuketjussa. Edullisia orgaanisia komponentteja ovat polyorgaaninen happo, polyuretaani, epoksiyhdiste, polyolefiini ja polyamiini. Polyorgaaninen happo pitää sisällään homopolymeerit tai kopolymeerit, jotka sisältävät karboksyyli- tai sulfonihappo-ja, kuten poly(etyleeni-koakryylihapon) ja poly(akryylihappo-komaleiinihapon). Tyypillisiä esimerkkejä epoksiyhdisteistä ovat bis(3,4-epoksi-6-metyylisykloheksyylimetyylijadipaatti, vinyylisyklohekseenidioksidi, diglysidyyli-tetrahydroftalaatti, diglysidyyliheksahydroftalaatti, bis(2,3- epoksisyklopentyylijeetterihartsi, polyfenoliepoksihartsin glysidyylieetterit. Käyttöön soveltuvia polyamiineja ovat polyamiini ja polyimidi. Tyypillisiä esimerkkejä polyamiineista ovat nailon 6 ((NH(CH2)5CO)n), nailon 66 ((NH(CH2)6-NH-CO(CH2)4CO)n) ja nailon 12 ((NH(CH2)nCO)n). Polyimidi pitää sisällään diamiinin, kuten 4,4-oksidianiliinin, 1,4-bis(4-aminofenoksi)bentseenin tai 2,2-bis[4-(4-aminofenoksi)fenyyli]propaanin; ja pitää myös sisällään polyimidin, joka on syntetisoitu diamiinin ja dianhydridin avulla, kuten oksidiftaalihappo-anhydridin, pyromelliittihappodianhydridin tai bentsofenonitetrakarboksyyli-happodianhydridin. Käytettäväksi sopivia polyolefiineja ovat olefiinimonomeerin ja edellä mainittuja reaktiivisia, funktionalisia ryhmiä sisältävän monomeerin kopolymeerit. On huomattava, että orgaaninen komponentti pitää myös sisällään edellä esitettyjen tyypillisten polymeerien monomeerin, oligomeerin, kopo-lymeerin ja esipolymeerin. Lisäksi orgaanisia komponentteja voidaan käyttää yksin tai kahden tai useamman seoksena.Suitable organic components include any monomers, oligomers, monopolymers, copolymers or prepolymers containing the aforementioned reactive functional groups. Reactive functional groups may be located on the backbone or side chain of the polymer. Preferred organic components are polyorganic acid, polyurethane, epoxy compound, polyolefin and polyamine. Polyorganic acid includes homopolymers or copolymers containing carboxylic or sulfonic acids such as poly (ethylene-coacrylic acid) and poly (acrylic acid-co-maleic acid). Representative examples of epoxy compounds include bis (3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl) diphenyl, vinylcyclohexene dioxide, diglycidyl-tetrahydrophthalate, poly-glycidyl hexamide, bis (2,3-epoxycyclopentyl ether resin, polyphenol-ethylethyl), and polyphenol-epinyl. (NH (CH 2) 5 CO) n), nylon 66 ((NH (CH 2) 6 -NH-CO (CH 2) 4 CO) n) and nylon 12 ((NH (CH 2) n CO) n). The polyimide contains a diamine such as 4,4-oxydianiline, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene or 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, and also includes a polyimide synthesized by diamine and dianhydride such as Polyolefins suitable for use include olefinic monomer and the aforementioned reactive functional groups containing anhydrous phthalic anhydride, pyromellitic acid dianhydride or benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride. It should be noted that the organic component also includes the monomer, oligomer, copolymer and prepolymer of the typical polymers described above. Further, the organic components may be used singly or in a mixture of two or more.
[0021] Tässä yhteydessä käytettäväksi sopivia epäorgaanisia hiukkasia ovat ne, joissa on alunperin tai pintamodifioinnin jälkeen vastaavia funktionaalisia ryhmiä, jotka kykenevät reagoimaan orgaanisen komponentin funktionaalisten ryhmien kanssa. Edullisia epäorgaanisia hiukkasia ovat hydroksidit, nitridit, oksidit, karbidit, metallisuolat ja epäorgaaniset kerrokselliset materi aalit. Hydroksideja ovat metallihydroksidit, kuten AI(OH)3 tai Mg(OH)2. Nitridejä ovat esimerkiksi BN ja S13N4. Karbideihin kuuluu esmerkiksi SiC. Metallisuoloi-hin kuuluu esimerkiksi CaC03. Epäorgaanisia kerroksellisia materiaaleja ovat esimerkiksi savi, talkki ja kerroksellinen kaksoishydroksidi (LDH), jossa savi voi olla smektiittisavea, vermikuliittia, halloysiittia, serikiittiä, saponiittia, monmoril-loniittia, beidelliittiä, nontroniittia, kiillettä tai hektoriittia. Epäorgaanisia hiukkasia voidaan myös käyttää kahden tai useamman seoksena. Esimerkiksi savea, jossa on reaktiivisia, funktionaalisia ryhmiä, voidaan käyttää yhdessä metallihydroksidin kanssa. Sopiviin epäorgaanisiin hiukkasiin kuuluvat mikroko-koiset hiukkaset ja nanokokoiset hiukkaset. Nanokokoiset hiukkaset, joiden halkaisijat ovat välillä 1-100 nm, ovat erityisen edullisia, koska mitä pienempi hiukkaskoko on, sitä suurempi on pinta-ala painoyksikköä kohti.Suitable inorganic particles for use herein are those which, initially or after surface modification, have corresponding functional groups which are capable of reacting with the functional groups of the organic component. Preferred inorganic particles include hydroxides, nitrides, oxides, carbides, metal salts, and inorganic layered materials. Hydroxides include metal hydroxides such as Al (OH) 3 or Mg (OH) 2. Nitrides include, for example, BN and S13N4. Carbides include, for example, SiC. Metal salts include, for example, CaCO 3. Inorganic layered materials include, for example, clay, talc and layered double hydroxide (LDH), where the clay may be smectite clay, vermiculite, halloecite, sericite, saponite, monmorillonite, beidellite, nontronite, mica. The inorganic particles can also be used as a mixture of two or more. For example, clay containing reactive functional groups can be used in combination with metal hydroxide. Suitable inorganic particles include microparticulate particles and nanoparticulate particles. Nanoparticulate particles having diameters in the range of 1 to 100 nm are particularly preferred because the smaller the particle size, the larger the surface area per unit weight.
[0022] Orgaanista komponenttia ja epäorgaanisia hiukkasia voidaan sekoittaa suoraan reaktiota varten kovalenttisten tai ionisidosten muodostamiseksi, tai reaktio voidaan suorittaa erilaisissa liuottimissa (esim. vedessä, etanolissa tai metyylietyyliketonissa). Reaktiolämpötila on yleensä huoneenlämpö-tilasta noin 150 °C:seen ja reaktioaika voi vaihdella 10 minuutista muutamaan päivään riippuen käytetyistä lähtöaineista. Kuvio 3 on juoksukaavio, joka esittää orgaanisen polymeerin ja epäorgaanisten hiukkasten muodostaman komposiittimateriaalin prosesseja. Kuten kuviossa 3 esitetään, orgaanista polymeeriä, joka sisältää reaktiivisia, funktionaalisia ryhmiä (kuten R-COOH, jossa R edustaa hiiliketjuja) pääketjuissaan, sekoitetaan liuottimiin (kuten veteen, alkoholiin tai MEK:iin). Tämän jälkeen epäorgaanisia hiukkasia, joissa on vastaavia reaktiivisia, funktionaalisia ryhmiä (kuten M-OH, jossa M edustaa metallia), lisätään polymeerin liuokseen ja seosta sekoitetaan 70 - 90 °C:ssa 20 minuutista useaan tuntiin, kunnes reaktio on saatu päätökseen. R-COO'M+ -liete muodostetaan polymeerin R-COOH ryhmien ja epäorgaanisten hiukkasten M-OH -ryhmien välisellä reaktiolla, jossa R edustaa hiiliketjuja ja M edustaa metallia. Komposiitin näytekerros voidaan saada päällystämällä teflon-kalvo lietteellä, mitä seuraa lietekerroksen kuivaus ja valu korotetussa lämpötilassa. Näytekerros voi olla jäykkä tai taipuisa riippuen komposiitin orgaanis/epä-orgaanisesta systeemistä.The organic component and the inorganic particles may be directly mixed for the reaction to form covalent or ionic bonds, or the reaction may be carried out in various solvents (e.g., water, ethanol or methyl ethyl ketone). The reaction temperature is usually from room temperature to about 150 ° C and the reaction time may vary from 10 minutes to a few days depending on the starting materials used. Figure 3 is a flowchart illustrating the processes of the organic polymer and composite material formed by inorganic particles. As shown in Figure 3, an organic polymer containing reactive functional groups (such as R-COOH where R represents carbon chains) in its backbone is mixed with solvents (such as water, alcohol or MEK). Thereafter, inorganic particles having corresponding reactive functional groups (such as M-OH where M represents metal) are added to the polymer solution and the mixture is stirred at 70-90 ° C for 20 minutes to several hours until the reaction is completed. The R-COO'M + slurry is formed by the reaction between the R-COOH groups of the polymer and the M-OH groups of the inorganic particles, where R represents carbon chains and M represents metal. The composite sample layer can be obtained by coating the Teflon film with slurry followed by drying and casting the slurry layer at elevated temperature. The sample layer may be rigid or flexible depending on the organic / inorganic system of the composite.
[0023] Keksinnön mukaisesta orgaanis/epäorgaanisesta komposiitista voidaan valaa palonkestoisia levyjä, liuskoja tai kalvoja eri menetelmillä. Havaitaan, että vaikka termiä ”palonkestoinen levy” käytetään koko selitysosassa yksinkertaisuuden vuoksi, sen on ymmärrettävä pitävän sisällään kalvot, joiden paksuus on alle 0,5 mm, liuskat, joiden paksuus on välillä 0,5 - 2 mm tai levyt, joiden paksuus ylittää 2 mm. Sopivia valumenetelmiä ovat tavanomainen ahtopuristus, ruiskuvalu, ekstruusiovalu, kalanterointivalu yms. Näyte voidaan kuivata uunissa tai pitää sitä huoneenlämpötilassa valuun asti.The organic / inorganic composite according to the invention can be molded into fire-resistant sheets, strips or films by various methods. It will be appreciated that although the term "fire-resistant plate" is used throughout the Explanatory Note for simplicity, it is to be understood to include films less than 0.5 mm thick, strips between 0.5 and 2 mm thick, or plates greater than 2 mm thick. mm. Suitable casting methods include conventional compression molding, injection molding, extrusion casting, calendering casting, etc. The sample may be oven-dried or kept at room temperature until casting.
[0024] Keksinnön mukainen palonkestoinen levy voidaan asentaa paloarkojen tai helposti syttyvien tuotteiden pinnalle liimoilla tai mekaanisilla työkaluilla (esim. ruuveilla, nauloilla tai kiinnikkeillä) palonkeston parantamiseksi. Lisäksi palonkestoisesta levystä voidaan valmistaa monikerrosrakenne yhdessä muiden paloarkojen tai helposti syttyvien levyjen kanssa tai ilman niitä. Kun keksinnön mukaista orgaanista/epäorgaanista komposiittia poltetaan tai altistetaan palolle, polymeeri muodostaa hiiltymäkerroksen ja epäorgaaniset hiukkaset säteilevät absorboitunutta lämpöä. Epäorgaaniset hiukkaset myös vahvistavat rakenteen mekaanisia ominaisuuksia epäorgaanisten ja orgaanisten materiaalien välisellä reaktiolla niin, että muodostunut hiiltymäkerros on luja ja kykenee säilyttämään rakenteellisen yhtenäisyytensä kuoriutumatta tai murtumatta estäen tehokkaasti suoran lämmönsiirron sisäosaan. Palonkestoinen levy ei ole vain liekkiä hidastava, vaan myös sisäosan materiaaleja suo-jaava. Tämän seurauksena palonkesto pitenee merkittävästi. Edullisissa suoritusmuodoissa palonkestoinen levy kykenee kestämään 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötiloja yli 3 minuutin ajan. Koska orgaaninen komponentti ja epäorgaaniset hiukkaset ovat kemiallisesti sitoutuneet (verrattuna tavanomaisiin fysikaalisesti sekoitettuihin tuotteisiin), keksinnön mukainen palonkestoinen komposiitti ei sula, syty tai tuota palavia pisaroita liekki- tai sytytyslähteille altistettuna.The flame-retardant sheet of the invention can be mounted on the surface of flame-retardant or flammable products by means of adhesives or mechanical tools (e.g. screws, nails or fasteners) to improve fire resistance. In addition, a fire-resistant sheet can be made of a multilayer structure with or without other fire sheets or flammable sheets. When the organic / inorganic composite of the invention is burned or exposed to fire, the polymer forms a carbon layer and the inorganic particles radiate absorbed heat. The inorganic particles also reinforce the mechanical properties of the structure by reaction between the inorganic and organic materials so that the carbonization layer formed is strong and able to retain its structural integrity without peeling or fracturing, effectively preventing direct heat transfer to the interior. The flame-retardant plate is not only flame retardant, but also protects the inner materials. As a result, the fire resistance is significantly increased. In preferred embodiments, the flame-retardant sheet is capable of withstanding flame temperatures of 1000 to 1200 ° C for more than 3 minutes. Because the organic component and the inorganic particles are chemically bonded (as compared to conventional physically mixed products), the flame-retardant composite of the invention does not melt, ignite or produce flammable droplets when exposed to flame or ignition sources.
[0025] Keksinnön mukaisella palonkestoisella levyllä on laaja käyttöalue. Se soveltuu esimerkiksi palonkestoisiksi täytelevyiksi tai palonkestoi-seksi tapetiksi. Lisäksi siitä voidaan valmistaa taipuisia, palonkestoisia levyjä. Näin ollen alaan normaalisti perehtyneet voivat liittää mukaan erilaisia lisäaineita kulloisestakin sovellutuksesta riippuen. Esimerkiksi liekkiä hidastavaa ainetta, kuten melamiinifosfaatteja, punaista fosforia ja fosforipohjaista liekkiä hidastavaa ainetta voi olla läsnä palonsuojauksen parantamiseksi. Silaania (kuten TEOS:a tai TEVS:a) tai siloksaania voi olla läsnä rakenteellisen yhtenäisyyden vahvistamiseksi ja kovettamisen helpottamiseksi. Lasihiekkaa ja lasikuitua voi olla läsnä lämmönkeston parantamiseksi ja rakenteellisen yhtenäisyyden vahvistamiseksi. Näiden lisäaineiden määrä on tyypillisesti 0,1 - 20 paino-osaa laskettuna 100 paino-osaa kohti orgaanis/epäorgaanista komposiittia.The fire-resistant panel of the invention has a wide range of applications. It is suitable, for example, as fire-resistant filler panels or as fire-resistant wallpaper. In addition, it can be used to make flexible fire-resistant boards. Thus, various additives may be incorporated by those of ordinary skill in the art depending upon the particular application. For example, a flame retardant such as melamine phosphates, red phosphorus, and a phosphorus based flame retardant may be present to improve fire protection. A silane (such as TEOS or TEVS) or siloxane may be present to enhance structural integrity and facilitate curing. Glass sand and fiberglass may be present to improve heat resistance and strengthen structural integrity. The amount of these additives is typically 0.1 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the organic / inorganic composite.
Esimerkkejä palonkestoisista komposiiteista Esimerkki 1 [0026] Poly(etyleeni-koakryylihappoa), joka sisälsi R-COOH -ryhmiä, liuotettiin tai dispergoitiin veteen. Tämän jälkeen polymeeriliuokseen lisättiin epäorgaanisia AI(OH)3-hiukkasia, joissa oli reaktiivisia, funktionaalisia M-OH -ryhmiä, ja seosta sekoitettiin 70 - 90 °C:ssa 20 minuuttia. 1 mm:n paksuinen seosliete levitettiin teflon-kalvon pinnalle ja asetettiin sitten uuniin, kuivattiin 60 °C:ssa 60 minuuttia, 80 °C:ssa 60 minuuttia, 100 °C:ssa 60 minuuttia, 120 °C:ssa 30 minuuttia, 140 °C:ssa 30 minuuttia, 160 °C:ssa 30 minuuttia, 180 °C:ssa 30 minuuttia ja valettiin lopuksi 200 °C:ssa 240 minuutin ajan.Examples of Fire Resistant Composites Example 1 Poly (ethylene-coacrylic acid) containing R-COOH groups was dissolved or dispersed in water. Thereafter, inorganic Al (OH) 3 particles having reactive M-OH functional groups were added to the polymer solution and the mixture was stirred at 70-90 ° C for 20 minutes. A 1 mm thick slurry was applied to the surface of a Teflon membrane and then placed in an oven, dried at 60 ° C for 60 minutes, 80 ° C for 60 minutes, 100 ° C for 60 minutes, 120 ° C for 30 minutes, 140 At 30 ° C for 30 minutes, at 160 ° C for 30 minutes, at 180 ° C for 30 minutes and finally cast at 200 ° C for 240 minutes.
[0027] Kuten kuviossa 4 esitetään, näytekerros 20 poistettiin teflon-kalvolta (ei esitetty) ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin 10 päälle. Liekkikoet-ta suoritettiin näytekerroksen 20 pinnalla butaanikaasupolttimella 30 liekin lämpötilan ollessa 1 000 - 1 200 °C (liekki 40) 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamisilmiön tulokset on koottu taulukkoon 1. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisessa paperiarkissa 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, kun taas 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen se muuttui lievästi hiiltyneeksi.As shown in Figure 4, the sample layer 20 was removed from the Teflon film (not shown) and placed on an A4 sheet of paper 10. The flame test was performed on the surface of the sample layer 20 on a butane gas burner 30 at a flame temperature of 1000-1200 ° C (flame 40) for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the burning of the A4 sheet of paper are summarized in Table 1. No carbonization was observed on the A4 sheet of paper after 30, 60 and 120 seconds of heating, while after 180 seconds of heating it became slightly charred.
[0028] Tämän suoritusmuodon mukaisesti palonkeston kestoaika oli yli 3 minuuttia johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. poly(etyleeni-koakryylihapon) R-COOH -ryhmä reagoi AI(OH)3:n M-OH -ryhmän kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this embodiment, the fire resistance time was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e., the R-COOH group of poly (ethylene-coacrylic acid) reacts with the M-OH group of Al (OH) 3 to form chemical bonds instead of physical mixing.
Esimerkki 2 [0029] Poly(etyleeni-koakryylihappoa), joka sisälsi R-COOH -ryhmiä, liuotettiin tai dispergoitiin veteen. Tämän jälkeen polymeeriliuokseen lisättiin epäorgaanisia Mg(OH)2-hiukkasia, joissa oli reaktiivisia, funktionaalisia M-OH -ryhmiä, ja seosta sekoitettiin 70 - 90 °C:ssa 20 minuuttia. 1 mm:n paksuinen seosliete levitettiin teflon-kalvon pinnalle ja asetettiin sitten uuniin, kuivattiin 60 °C:ssa 60 minuuttia, 80 °C:ssa 60 minuuttia, 100 °C:ssa 60 minuuttia, 120°C:ssa 30 minuuttia, 140 °C:ssa 30 minuuttia, 160 °C:ssa 30 minuuttia, 180 °C:ssa 30 minuuttia ja valettiin lopuksi 200 °C:ssa 240 minuutin ajan.Example 2 Poly (ethylene-coacrylic acid) containing R-COOH groups was dissolved or dispersed in water. Thereafter, inorganic Mg (OH) 2 particles having reactive M-OH functional groups were added to the polymer solution and the mixture was stirred at 70-90 ° C for 20 minutes. A 1 mm thick slurry was applied to the surface of a Teflon membrane and then placed in an oven, dried at 60 ° C for 60 minutes, 80 ° C for 60 minutes, 100 ° C for 60 minutes, 120 ° C for 30 minutes, 140 At 30 ° C for 30 minutes, at 160 ° C for 30 minutes, at 180 ° C for 30 minutes and finally cast at 200 ° C for 240 minutes.
[0030] Kuten kuviossa 4 esitetään, näytekerros 20 poistettiin teflon-kalvolta (ei esitetty) ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin 10 päälle. Liekkikoet- ta suoritettiin näytekerroksen 20 pinnalla butaanikaasupolttimella 30 liekin lämpötilan ollessa 1 000 - 1 200 °C (liekki 40) 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamisilmiön tulokset on koottu taulukkoon 1. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisessa paperiarkissa 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, kun taas 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen se muuttui lievästi hiiltyneeksi.As shown in Figure 4, the sample layer 20 was removed from the Teflon film (not shown) and placed on an A4 sheet of paper 10. The flame test was performed on the surface of the sample layer 20 on a butane gas burner 30 at a flame temperature of 1000-1200 ° C (flame 40) for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the burning of the A4 sheet of paper are summarized in Table 1. No carbonization was observed on the A4 sheet of paper after 30, 60 and 120 seconds of heating, while after 180 seconds of heating it became slightly charred.
[0031] Tämän suoritusmuodon mukaisesti palonkeston kestoaika oli yli 3 minuuttia johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. poly(etyleeni-koakryylihapon) R-COOH -ryhmä reagoi Mg(OH)2:n M-OH -ryhmän kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this embodiment, the fire resistance duration was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e., the R-COOH group of poly (ethylene-coacrylic acid) reacts with the M-OH group of Mg (OH) 2 to form chemical bonds instead of physical mixing.
Esimerkki 3 [0032] Poly(akryylihappo-komaleiinihappoa), joka sisälsi R-COOH -ryhmiä, liuotettiin tai dispergoitiin veteen. Tämän jälkeen polymeeriliuokseen lisättiin epäorgaanisia AI(OH)3-hiukkasia, joissa oli reaktiivisia, funktionaalisia M-OH -ryhmiä, ja seosta sekoitettiin 70 - 90 °C:ssa 20 minuuttia. 1 mm:n paksuinen seosliete levitettiin teflon-kalvon pinnalle ja asetettiin sitten uuniin, kuivattiin 60 °C:ssa 60 minuuttia, 80 °C:ssa 60 minuuttia, 100 °C:ssa 60 minuuttia, 120 °C:ssa 30 minuuttia, 140 °C:ssa 30 minuuttia, 160 °C:ssa 30 minuuttia, 180 °C:ssa 30 minuuttia ja valettiin lopuksi 200 °C:ssa 240 minuutin ajan.Example 3 Poly (acrylic acid-co-maleic acid) containing R-COOH groups was dissolved or dispersed in water. Thereafter, inorganic Al (OH) 3 particles having reactive M-OH functional groups were added to the polymer solution and the mixture was stirred at 70-90 ° C for 20 minutes. A 1 mm thick slurry was applied to the surface of a Teflon membrane and then placed in an oven, dried at 60 ° C for 60 minutes, 80 ° C for 60 minutes, 100 ° C for 60 minutes, 120 ° C for 30 minutes, 140 At 30 ° C for 30 minutes, at 160 ° C for 30 minutes, at 180 ° C for 30 minutes and finally cast at 200 ° C for 240 minutes.
[0033] Kuten kuviossa 4 esitetään, näytekerros 20 poistettiin teflon-kalvolta (ei esitetty) ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin 10 päälle. Liekkikoet-ta suoritettiin näytekerroksen 20 pinnalla butaanikaasupolttimella 30 liekin lämpötilan ollessa 1 000 - 1 200 °C (liekki 40) 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamisilmiön tulokset on koottu taulukkoon 1. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisessa paperiarkissa 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, kun taas 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen se muuttui lievästi hiiltyneeksi.As shown in Figure 4, the sample layer 20 was removed from the Teflon film (not shown) and placed on an A4 sheet of paper 10. The flame test was performed on the surface of the sample layer 20 on a butane gas burner 30 at a flame temperature of 1000-1200 ° C (flame 40) for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the burning of the A4 sheet of paper are summarized in Table 1. No carbonization was observed on the A4 sheet of paper after 30, 60 and 120 seconds of heating, while after 180 seconds of heating it became slightly charred.
[0034] Tämän suoritusmuodon mukaisesti palonkeston kestoaika oli yli 3 minuuttia johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. poly(akryylihappo-komelamiinihapon) R-COOH -ryhmä reagoi AI(OH)3:n M-OH -ryhmän kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this embodiment, the fire resistance time was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e., the R-COOH group of poly (acrylic acid-comelamic acid) reacts with the M-OH group of Al (OH) 3 to form chemical bonds instead of physical mixing.
Esimerkki 4 [0035] Polyuretaania, joka sisälsi R-NCO -ryhmiä, liuotettiin tai dispergoitiin heksaaniin. Sen jälkeen polymeeriliuokseen lisättiin epäorgaanisia AI(OH)3-hiukkasia, joissa oli reaktiivisia, funktionaalisia M-OH -ryhmiä, ja seos ta sekoitettiin huoneenlämpötilassa 20 minuuttia. 1 mm:n paksuinen seosliete levitettiin teflon-kalvon pinnalle ja se asetettiin sitten uuniin ja sitä valettiin 60 °C:ssa 120 minuutin ajan.Example 4 Polyurethane containing R-NCO groups was dissolved or dispersed in hexane. Thereafter, inorganic Al (OH) 3 particles having reactive M-OH functional groups were added to the polymer solution and the mixture was stirred at room temperature for 20 minutes. A 1 mm thick alloy slurry was applied to the surface of a Teflon film and then placed in an oven and cast at 60 ° C for 120 minutes.
[0036] Kuten kuviossa 4 esitetään, näytekerros 20 poistettiin teflon-kalvolta (ei esitetty) ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin 10 päälle. Liekkikoet-ta suoritettiin näytekerroksen 20 pinnalla butaanikaasupolttimella 30 liekin lämpötilan ollessa 1 000 - 1 200 °C (liekki 40) 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamisilmiön tulokset on koottu taulukkoon 1. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisessa paperiarkissa 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, kun taas 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen se muuttui lievästi hiiltyneeksi.As shown in Figure 4, the sample layer 20 was removed from the Teflon film (not shown) and placed on an A4 sheet of paper 10. The flame test was performed on the surface of the sample layer 20 on a butane gas burner 30 at a flame temperature of 1000-1200 ° C (flame 40) for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the burning of the A4 sheet of paper are summarized in Table 1. No carbonization was observed on the A4 sheet of paper after 30, 60 and 120 seconds of heating, while after 180 seconds of heating it became slightly charred.
[0037] Tämän suoritusmuodon mukaisesti palonkeston kestoaika oli yli 3 minuuttia johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. polyuretaanin R-NCO -ryhmä reagoi AI(OH)3:n M-OH -ryhmän kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this embodiment, the fire resistance time was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e. the R-NCO group of the polyurethane reacts with the M-OH group of Al (OH) 3 to form chemical bonds instead of physical mixing.
Vertailuesimerkki 1 [0038] Poly(etyleeni-koakryylihappoa), joka sisälsi R-COOH -ryhmiä, liuotettiin tai dispergoitiin veteen. Tämän jälkeen polymeeriliuokseen lisättiin modifioimattomia epäorgaanisia SiCVhiukkasia ja seosta sekoitettiin 70 -90 °C:ssa 20 minuuttia. 1 mm:n paksuinen seosliete levitettiin teflon-kalvon pinnalle ja asetettiin sitten uuniin, kuivattiin 60 °C:ssa 60 minuuttia, 80 °C:ssa 60 minuuttia, 100 °C:ssa 60 minuuttia, 120 °C:ssa 30 minuuttia, 140 °C:ssa 30 minuuttia, 160 °C:ssa 30 minuuttia, 180 °C:ssa 30 minuuttia ja valettiin lopuksi 200 °C:ssa 240 minuutin ajan.Comparative Example 1 Poly (ethylene-coacrylic acid) containing R-COOH groups was dissolved or dispersed in water. Subsequently, unmodified SiO 2 inorganic particles were added to the polymer solution and the mixture was stirred at 70 -90 ° C for 20 minutes. A 1 mm thick slurry was applied to the surface of a Teflon membrane and then placed in an oven, dried at 60 ° C for 60 minutes, 80 ° C for 60 minutes, 100 ° C for 60 minutes, 120 ° C for 30 minutes, 140 At 30 ° C for 30 minutes, at 160 ° C for 30 minutes, at 180 ° C for 30 minutes and finally cast at 200 ° C for 240 minutes.
[0039] Kuten kuviossa 4 esitetään, näytekerros 20 poistettiin teflon-kalvolta (ei esitetty) ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin 10 päälle. Liekkikoet-ta suoritettiin näytekerroksen 20 pinnalla butaanikaasupolttimella 30 liekin lämpötilan ollessa 1 000 - 1 200 °C (liekki 40) 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamisilmiön tulokset on koottu taulukkoon 1. Kun liekki kosketti näytekerroksen pintaa, komposiitti suli nopeasti muutamassa sekunnissa ja hiiltyi sitten epäsäännöllisesti 30 sekunnissa. Epäyhtenäinen hiiltymä oli menettänyt rakenteellisen yhtenäisyytensä johtuen murtumien muodostumisesta. A4-kokoinen paperiarkki muuttui hieman hiiltyneeksi 30 sekunnin kuumennuksen jälkeen; se hiiltyi 60 sekunnin kuumennuksen jälkeen. Lopulta paperialusta paloi 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen johtuen lukuisista halkeamista.As shown in Figure 4, the sample layer 20 was removed from the Teflon film (not shown) and placed on an A4 sheet of paper 10. The flame test was performed on the surface of the sample layer 20 on a butane gas burner 30 at a flame temperature of 1000-1200 ° C (flame 40) for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the burnout phenomenon on A4 sheet of paper are summarized in Table 1. When the flame touched the surface of the sample layer, the composite melted rapidly within seconds and then charred irregularly within 30 seconds. The non-uniform carbonation had lost its structural integrity due to the formation of fractures. The A4 sheet of paper turned slightly charred after 30 seconds of heating; it charred after 60 seconds of heating. Finally, the paper tray burned after 120 seconds of heating due to numerous cracks.
[0040] Tämän vertailuesimerkin mukaisesti palonkeston kestoaika oli alle 2 minuuttia, koska poly(etyleeni-koakryylihapon) R-COOH -ryhmät eivät reagoineet modifioimattoman Si02:n kanssa ja muodostaneet hyvin strukturoitua komposiittia kemiallisten sidosten muodostumisen avulla.According to this comparative example, the fire resistance time was less than 2 minutes because the R-COOH groups of the poly (ethylene-coacrylic acid) did not react with unmodified SiO 2 and formed a well-structured composite by the formation of chemical bonds.
Vertailuesimerkki 2 [0041] Poly(akryylihappo-komaleiinihappoa), joka sisälsi R-COOH -ryhmiä, liuotettiin tai dispergoitiin veteen. Tämän jälkeen polymeeriliuokseen lisättiin modifioimattomia epäorgaanisia Al203-hiukkasia ja seosta sekoitettiin 70 -90 °C:ssa 20 minuuttia. 1 mm:n paksuinen seosliete levitettiin teflon-kalvon pinnalle ja asetettiin sitten uuniin, kuivattiin 60 °C:ssa 60 minuuttia, 80 °C:ssa 60 minuuttia, 100 °C:ssa 60 minuuttia, 120 °C:ssa 30 minuuttia, 140 °C:ssa 30 minuuttia, 160 °C:ssa 30 minuuttia, 180 °C:ssa 30 minuuttia ja valettiin lopuksi 200 °C:ssa 240 minuutin ajan.Comparative Example 2 Poly (acrylic acid-co-maleic acid) containing R-COOH groups was dissolved or dispersed in water. Subsequently, unmodified Al 2 O 3 inorganic particles were added to the polymer solution and the mixture was stirred at 70 -90 ° C for 20 minutes. A 1 mm thick slurry was applied to the surface of a Teflon membrane and then placed in an oven, dried at 60 ° C for 60 minutes, 80 ° C for 60 minutes, 100 ° C for 60 minutes, 120 ° C for 30 minutes, 140 At 30 ° C for 30 minutes, at 160 ° C for 30 minutes, at 180 ° C for 30 minutes and finally cast at 200 ° C for 240 minutes.
[0042] Kuten kuviossa 4 esitetään, näytekerros 20 poistettiin teflon-kalvolta (ei esitetty) ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin 10 päälle. Liekkikoet-ta suoritettiin näytekerroksen 20 pinnalla butaanikaasupolttimella 30 liekin lämpötilan ollessa 1 000 - 1 200 °C (liekki 40) 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamisilmiön tulokset on koottu taulukkoon 1. Kun liekki kosketti näytekerroksen pintaa, komposiitti suli nopeasti muutamassa sekunnissa ja hiiltyi sitten epäsäännöllisesti 30 sekunnissa. Epäyhtenäinen hiiltymä oli menettänyt rakenteellisen yhtenäisyytensä johtuen murtumien muodostumisesta. A4-kokoinen paperiarkki muuttui hieman hiiltyneeksi 30 sekunnin kuumennuksen jälkeen; se hiiltyi 60 sekunnin kuumennuksen jälkeen. Lopulta paperialusta paloi 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen johtuen lukuisista halkeamista.As shown in Figure 4, the sample layer 20 was removed from the Teflon film (not shown) and placed on an A4 sheet of paper 10. The flame test was performed on the surface of the sample layer 20 on a butane gas burner 30 at a flame temperature of 1000-1200 ° C (flame 40) for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the burnout phenomenon on A4 sheet of paper are summarized in Table 1. When the flame touched the surface of the sample layer, the composite melted rapidly within seconds and then charred irregularly within 30 seconds. The non-uniform carbonation had lost its structural integrity due to the formation of fractures. The A4 sheet of paper turned slightly charred after 30 seconds of heating; it charred after 60 seconds of heating. Finally, the paper tray burned after 120 seconds of heating due to numerous cracks.
[0043] Tämän vertailuesimerkin mukaisesti palonkeston kestoaika oli alle 2 minuuttia, koska poly(akryylihappo-komaleiinihapon) R-COOH -ryhmät eivät reagoineet modifioimattoman Al203:n kanssa ja muodostaneet hyvin strukturoitua komposiittia kemiallisten sidosten muodostumisen avulla.According to this comparative example, the fire resistance time was less than 2 minutes because the R-COOH groups of the poly (acrylic acid-maleic acid) did not react with unmodified Al 2 O 3 and formed a well-structured composite by the formation of chemical bonds.
Vertailuesimerkki 3 [0044] Polyuretaania, joka sisälsi R-NCO -ryhmiä, liuotettiin tai dispergoitiin heksaaniin. Sen jälkeen polymeeriliuokseen lisättiin modifioimattomia epäorgaanisia Si02-hiukkasia ja seosta sekoitettiin huoneenlämpötilassa 20 minuuttia. 1 mm:n paksuinen seosliete levitettiin teflon-kalvon pinnalle ja se asetettiin sitten uuniin ja sitä valettiin 60 °C:ssa 120 minuutin ajan.Comparative Example 3 Polyurethane containing R-NCO groups was dissolved or dispersed in hexane. Unmodified inorganic SiO 2 particles were then added to the polymer solution and the mixture was stirred at room temperature for 20 minutes. A 1 mm thick alloy slurry was applied to the surface of a Teflon film and then placed in an oven and cast at 60 ° C for 120 minutes.
[0045] Kuten kuviossa 4 esitetään, näytekerros 20 poistettiin teflon-kalvolta (ei esitetty) ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin 10 päälle. Liekkikoet-ta suoritettiin näytekerroksen 20 pinnalla butaanikaasupolttimella 30 liekin lämpötilan ollessa 1 000 - 1 200 °C (liekki 40) 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamisilmiön tulokset on koottu taulukkoon 1. Kun liekki kosketti näytekerroksen pintaa, komposiitti suli nopeasti muutamassa sekunnissa ja hiiltyi sitten epäsäännöllisesti 30 sekunnissa. Epäyhtenäinen hiiltymä oli menettänyt rakenteellisen yhtenäisyytensä johtuen murtumien muodostumisesta. A4-kokoinen paperiarkki muuttui hieman hiiltyneeksi 30 - 60 sekunnin kuumennuksen jälkeen; se hiiltyi 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen. Lopulta paperialusta paloi 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen johtuen lukuisista halkeamista.As shown in Figure 4, the sample layer 20 was removed from the Teflon film (not shown) and placed on an A4 sheet of paper 10. The flame test was performed on the surface of the sample layer 20 on a butane gas burner 30 at a flame temperature of 1000-1200 ° C (flame 40) for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the burnout phenomenon on A4 sheet of paper are summarized in Table 1. When the flame touched the surface of the sample layer, the composite melted rapidly within seconds and then charred irregularly within 30 seconds. The non-uniform carbonation had lost its structural integrity due to the formation of fractures. The A4 sheet of paper turned slightly charred after 30 to 60 seconds of heating; it charred after 120 seconds of heating. Finally, the paper tray burned after 180 seconds of heating due to numerous cracks.
[0046] Tämän vertailuesimerkin mukaisesti palonkeston kestoaika oli alle 2 minuuttia, koska polyuretaanin R-NCO -ryhmät eivät reagoineet modi-fioimattoman Si02:n kanssa ja muodostaneet hyvin strukturoitua komposiittia kemiallisten sidosten muodostumisen avulla.According to this comparative example, the fire resistance time was less than 2 minutes because the R-NCO groups of the polyurethane did not react with the unmodified SiO 2 and formed a well-structured composite by the formation of chemical bonds.
Vertailuesimerkki 4 [0047] Poly(vinyylialkoholia), joka sisälsi R-OH -ryhmiä, liuotettiin tai dispergoitiin veteen. Tämän jälkeen polymeeriliuokseen lisättiin epäorgaanisia AbCh-hiukkasia ja seosta sekoitettiin 70 - 90 °C:ssa 20 minuuttia. 1 mm:n paksuinen seosliete levitettiin teflon-kalvon pinnalle ja asetettiin sitten uuniin, kuivattiin 60 °C:ssa 60 minuuttia, 80 °C:ssa 60 minuuttia, 100 °C:ssa 60 minuuttia, 120 °C:ssa 30 minuuttia, 140 °C:ssa 30 minuuttia, 160 °C:ssa 30 minuuttia, 180 °C:ssa 30 minuuttia ja valettiin lopuksi 200 °C:ssa 240 minuutin ajan.Comparative Example 4 Poly (vinyl alcohol) containing R-OH groups was dissolved or dispersed in water. Thereafter, inorganic AbCl particles were added to the polymer solution and the mixture was stirred at 70-90 ° C for 20 minutes. A 1 mm thick slurry was applied to the surface of a Teflon membrane and then placed in an oven, dried at 60 ° C for 60 minutes, 80 ° C for 60 minutes, 100 ° C for 60 minutes, 120 ° C for 30 minutes, 140 At 30 ° C for 30 minutes, at 160 ° C for 30 minutes, at 180 ° C for 30 minutes and finally cast at 200 ° C for 240 minutes.
[0048] Kuten kuviossa 4 esitetään, näytekerros 20 poistettiin teflon-kalvolta (ei esitetty) ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin 10 päälle. Liekkikoet-ta suoritettiin näytekerroksen 20 pinnalla butaanikaasupolttimella 30 liekin lämpötilan ollessa 1 000 - 1 200 °C (liekki 40) 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamisilmiön tulokset on koottu taulukkoon 1. Kun liekki kosketti näytekerroksen pintaa, komposiitti suli nopeasti muutamassa sekunnissa ja hiiltyi sitten epäsäännöllisesti 30 sekunnissa. Epäyhtenäinen hiiltymä oli menettänyt rakenteellisen yhtenäisyytensä johtuen murtumien muodostumisesta. A4-kokoinen paperiarkki muuttui hieman hiiltyneeksi 30 sekunnin kuumennuksen jälkeen; se hiiltyi 60 sekunnin kuumennuksen jälkeen. Lopulta paperialusta paloi 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen johtuen lukuisista halkeamista.As shown in Figure 4, the sample layer 20 was removed from the Teflon film (not shown) and placed on an A4 sheet of paper 10. The flame test was performed on the surface of the sample layer 20 on a butane gas burner 30 at a flame temperature of 1000-1200 ° C (flame 40) for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the burnout phenomenon on A4 sheet of paper are summarized in Table 1. When the flame touched the surface of the sample layer, the composite melted rapidly within seconds and then charred irregularly within 30 seconds. The non-uniform carbonation had lost its structural integrity due to the formation of fractures. The A4 sheet of paper turned slightly charred after 30 seconds of heating; it charred after 60 seconds of heating. Finally, the paper tray burned after 120 seconds of heating due to numerous cracks.
[0049] Tämän vertailuesimerkin mukaisesti palonkeston kestoaika oli alle 2 minuuttia, koska poly(vinyylialkoholin) R-OH -ryhmät eivät reagoineet ΑΙ2θ3:η M-OH -ryhmien kanssa ja muodostaneet hyvin strukturoitua komposiittia kemiallisten sidosten muodostumisen avulla.According to this comparative example, the fire resistance time was less than 2 minutes because the R-OH groups of the poly (vinyl alcohol) did not react with the ΑΙ2θ3: η M-OH groups and formed a well-structured composite by the formation of chemical bonds.
[0050] Johtuen kemiallisesta sitoutumisesta orgaanisen polymeerin ja epäorgaanisten hiukkasten vastaavien reaktiivisten, funktionaalisten ryhmien välillä muodostunut hiiltymäkerros pinnalla on luja, sillä on erinomainen rakenteellinen yhtenäisyys eikä se murru tai kuoriudu helposti, mikä estää tehokkaasti suoran lämmönsiirron sisäosaan. Palonkestoinen materiaali ei ole vain liekkiä hidastava, vaan myös sisäosan materiaaleja suojaava. Tämän seurauksena palonkesto pitenee merkittävästi.Due to the chemical bonding between the organic polymer and the corresponding reactive functional groups of the inorganic particles, the carbon layer on the surface is strong, has excellent structural integrity and does not easily break or peel, which effectively prevents direct heat transfer to the interior. The fire-resistant material is not only flame retardant, but also protects the materials of the interior. As a result, the fire resistance is significantly increased.
[0051][0051]
Taulukko 1. Orgaanis/epäorgaanisten komposiittimateriaalien polttoko-keen tuloksetTable 1. Combustion test results for organic / inorganic composite materials
Esimerkkejä palonkestoisista levyistä Esimerkki 5 [0052] 10 g poly(etyleeni-koakryylihappoa) panostettiin reaktoriin, esikuumennettiin 80 - 120 °C:seen ja sekoitettiin sitten nopeudella 300 rpm. 10,8 g ionivaihdettua vettä ja 10,8 g ammoniakin vesiliuosta lisättiin reaktoriin, jolloin 10 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin valkoinen emulsio. Tämän jälkeen reaktoriin lisättiin 10 g alumiinihydroksidijauhetta, jolloin 10 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin valkoinen liete. Liete panostettiin 100x 100x 2 mm:n teflonmuottiin ja asetettiin sitten uuniin, kuivattiin 60 °C:ssa 60 minuuttia, 80 °C:ssa 60 minuuttia, 100 °C:ssa 60 minuuttia, 120 °C:ssa 30 minuuttia, 140 °C:ssa 30 minuuttia, 160 °C:ssa 30 minuuttia, 180 °C:ssa 30 minuuttia ja lopuksi valettiin 200 °C:ssa 240 minuutin ajan.Examples of Fire Resistant Plates Example 5 10 g of poly (ethylene-coacrylic acid) was charged to the reactor, preheated to 80-120 ° C and then stirred at 300 rpm. 10.8 g deionized water and 10.8 g aqueous ammonia were added to the reactor to give a white emulsion after stirring for 10 minutes. Thereafter, 10 g of aluminum hydroxide powder was added to the reactor to give a white slurry after stirring for 10 minutes. The slurry was charged 100x 100x into a 2 mm Teflon mold and then placed in an oven, dried at 60 ° C for 60 minutes, 80 ° C for 60 minutes, 100 ° C for 60 minutes, 120 ° C for 30 minutes, 140 ° C. at 30 ° C, 30 minutes at 160 ° C, 30 minutes at 180 ° C, and finally cast at 200 ° C for 240 minutes.
[0053] 2 mm:n paksuinen valettu levy poistettiin teflon-muotista ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin päälle. Liekkikoetta suoritettiin palonkestoi-sen levyn pinnalla butaanikaasupolttimella 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötilassa 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin pala-misilmiön tulokset on koottu taulukkoon 2. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisen paperiarkin pinnalla 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, kun taas 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen se muuttui lievästi hiiltyneeksi.A 2 mm thick molded sheet was removed from the Teflon mold and placed on an A4 sheet of paper. The flame test was carried out on a flame-retardant plate surface with a butane gas burner at a flame temperature of 1000-1200 ° C for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the A4 paper sheet burn phenomenon are summarized in Table 2. No carbonization was observed on the A4 paper sheet after heating for 30, 60 and 120 seconds, while after 180 seconds it became slightly charred.
[0054] Tämän esimerkin mukaisesti palonkeston kestoaika oli yli 3 minuuttia johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. poly(etyleeni-koakryylihapon) R-COOH -ryhmät reagoivat AI(OH)3:n M-OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance duration was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e., the R-COOH groups of the poly (ethylene-coacrylic acid) react with the M-OH groups of Al (OH) 3 to form chemical bonds instead of physical mixing.
Esimerkki 6 [0055] 10 g poly(etyleeni-koakryylihappoa) panostettiin reaktoriin, esikuumennettiin 80 - 120 °C:seen ja sekoitettiin sitten nopeudella 300 rpm. Tämän jälkeen reaktoriin lisättiin 10 g alumiinihydroksidijauhetta, jolloin 10 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin valkoinen liete. Liete panostettiin 100 x 100 x 2 mm:n teflonmuottiin ja asetettiin sitten uuniin, kuivattiin 60 °C:ssa 60 minuuttia, 80 °C:ssa 60 minuuttia, 100 °C:ssa 60 minuuttia, 120 °C:ssa 30 minuuttia, 140 °C:ssa 30 minuuttia, 160 °C:ssa 30 minuuttia, 180 °C:ssa 30 minuuttia ja lopuksi valettiin 200 °C:ssa 240 minuutin ajan.Example 6 10 g of poly (ethylene-coacrylic acid) was charged to the reactor, preheated to 80-120 ° C and then stirred at 300 rpm. Thereafter, 10 g of aluminum hydroxide powder was added to the reactor to give a white slurry after stirring for 10 minutes. The slurry was charged into a 100 x 100 x 2 mm Teflon mold and then placed in an oven, dried at 60 ° C for 60 minutes, 80 ° C for 60 minutes, 100 ° C for 60 minutes, 120 ° C for 30 minutes, 140 At 30 ° C, 30 minutes at 160 ° C, 30 minutes at 180 ° C and finally cast at 200 ° C for 240 minutes.
[0056] 2 mm:n paksuinen valettu levy poistettiin teflon-muotista ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin päälle. Liekkikoetta suoritettiin palonkestoi-sen levyn pinnalla butaanikaasupolttimella 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötilassa 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin pala-misilmiön tulokset on koottu taulukkoon 2. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisen paperiarkin pinnalla 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, kun taas 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen se muuttui lievästi hiiltyneeksi.A 2 mm thick molded sheet was removed from the Teflon mold and placed on an A4 sheet of paper. The flame test was carried out on a flame-retardant plate surface with a butane gas burner at a flame temperature of 1000-1200 ° C for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the A4 paper sheet burn phenomenon are summarized in Table 2. No carbonization was observed on the A4 paper sheet after heating for 30, 60 and 120 seconds, while after 180 seconds it became slightly charred.
[0057] Tämän esimerkin mukaisesti palonkeston kestoaika oli yli 3 minuuttia johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. poly(etyleeni-koakryylihapon) -COOH -ryhmät reagoivat AI(OH)3:n -OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance duration was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e., the poly (ethylene-coacrylic acid) -COOH groups react with the Al (OH) 3 -OH groups to form chemical bonds instead of physical mixing.
Esimerkki 7 [0058] 20 g poly(akryylihappo-komaleiinlihappoa) (kiintoainepitoi-suus 50 paino-%) panostettiin reaktoriin, esikuumennettiin 80 - 90 °C:seen ja sekoitettiin sitten nopeudella 300 rpm. 10 g ammoniakin vesiliuosta lisättiin reaktoriin ja sekoitettiin 10 minuuttia. Tämän jälkeen reaktoriin lisättiin 10 g alumiinihydroksidijauhetta, jolloin 10 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin keltainen liete. Liete panostettiin 100 x 100 x 2 mm:n teflonmuottiin ja asetettiin sitten uuniin, kuivattiin 60 °C:ssa 60 minuuttia, 80 °C:ssa 60 minuuttia, 100°C:ssa 60 minuuttia, 120 °C:ssa 30 minuuttia, 140 °C:ssa 30 minuuttia, 160 °C:ssa 30 minuuttia, 180 °C:ssa 30 minuuttia ja lopuksi valettiin 200 °C:ssa 240 minuutin ajan.Example 7 20 g of poly (acrylic acid-comalic acid) (solids content 50% by weight) was charged to the reactor, preheated to 80-90 ° C and then stirred at 300 rpm. 10 g of aqueous ammonia were added to the reactor and stirred for 10 minutes. Thereafter, 10 g of aluminum hydroxide powder was added to the reactor to give a yellow slurry after stirring for 10 minutes. The slurry was charged into a 100 x 100 x 2 mm Teflon mold and then placed in an oven, dried at 60 ° C for 60 minutes, 80 ° C for 60 minutes, 100 ° C for 60 minutes, 120 ° C for 30 minutes, 140 At 30 ° C, 30 minutes at 160 ° C, 30 minutes at 180 ° C and finally cast at 200 ° C for 240 minutes.
[0059] 2 mm:n paksuinen valettu levy poistettiin teflon-muotista ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin päälle. Liekkikoetta suoritettiin palonkestoi-sen levyn pinnalla butaanikaasupolttimella 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötilassa 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin pala-misilmiön tulokset on koottu taulukkoon 2. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisen paperiarkin pinnalla 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, kun taas 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen se muuttui lievästi hiiltyneeksi.A 2 mm thick molded sheet was removed from the Teflon mold and placed on an A4 sheet of paper. The flame test was carried out on a flame-retardant plate surface with a butane gas burner at a flame temperature of 1000-1200 ° C for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the A4 paper sheet burn phenomenon are summarized in Table 2. No carbonization was observed on the A4 paper sheet after heating for 30, 60 and 120 seconds, while after 180 seconds it became slightly charred.
[0060] Tämän esimerkin mukaisesti palonkeston kestoaika oli yli 3 minuuttia johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. poly(akryylihappo-koma-leiinihapon) -COOH -ryhmät reagoivat AI(OH)3:n -OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance time was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e., the poly (acrylic acid-comic acid) -COOH groups react with Al (OH) 3 -OH groups to form chemical bonds instead of physical mixing.
Esimerkki 8 [0061] 50 g reaktiivista polyuretaania, joka sisälsi 8 % reaktiivisia isosyanaattiryhmiä, panostettiin reaktoriin ja sekoitettiin nopeudella 300 rpm. Tämän jälkeen reaktoriin lisättiin 50 g alumiinihydroksidijauhetta, jolloin 5 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin valkoinen liete. Liete panostettiin 100 x 100 x 2 mm:n teflon-muottiin ja sitä kuivattiin sitten huoneenlämpötilassa 24 tuntia.Example 8 50 g of reactive polyurethane containing 8% of reactive isocyanate groups were charged into the reactor and stirred at 300 rpm. Thereafter, 50 g of aluminum hydroxide powder was added to the reactor to give a white slurry after 5 minutes of agitation. The slurry was charged into a 100 x 100 x 2 mm Teflon mold and then dried at room temperature for 24 hours.
[0062] 2 mm:n paksuinen valettu levy poistettiin teflon-muotista ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin päälle. Liekkikoetta suoritettiin palonkestoi-sen levyn pinnalla butaanikaasupolttimella 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötilas- sa 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin pala-misilmiön tulokset on koottu taulukkoon 2. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisen paperiarkin pinnalla 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, kun taas 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen se muuttui lievästi hiiltyneeksi.A 2 mm thick molded sheet was removed from the Teflon mold and placed on an A4 sheet of paper. The flame test was performed on a flame-retardant plate surface with a butane gas burner at a temperature of 1000-1200 ° C for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the A4 paper sheet burn phenomenon are summarized in Table 2. No carbonization was observed on the A4 paper sheet after heating for 30, 60 and 120 seconds, while after 180 seconds it became slightly charred.
[0063] Tämän esimerkin mukaisesti palonkeston kestoaika oli yli 3 minuuttia johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. reaktiivisen polyuretaanin -NCO -ryhmät reagoivat AI(OH)3:n -OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance time was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e., the -NCO groups of the reactive polyurethane react with the -OH groups of Al (OH) 3 to form chemical bonds instead of physical mixing.
Esimerkki 9 [0064] 50 g reaktiivista polyuretaania, joka sisälsi 8 % reaktiivisia isosyanaattiryhmiä, panostettiin reaktoriin ja sekoitettiin nopeudella 300 rpm. Tämän jälkeen reaktoriin lisättiin 45 g magnesiumhydroksidijauhetta ja 5 g modifioitua nanosavea, joka sisälsi -OH -ryhmiä (Cloidite 30B, ex. Southern Clay Product Corp.), jolloin 5 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin valkoinen liete. Liete panostettiin 100 x 100 x 2 mm:n teflon-muottiin ja sitä kuivattiin sitten huoneenlämpötilassa 24 tuntia.Example 9 50 g of reactive polyurethane containing 8% of reactive isocyanate groups were charged into the reactor and stirred at 300 rpm. Thereafter, 45 g of magnesium hydroxide powder and 5 g of modified nano-clay containing -OH groups (Cloidite 30B, ex. Southern Clay Product Corp.) were added to the reactor to give a white slurry after 5 minutes of stirring. The slurry was charged into a 100 x 100 x 2 mm Teflon mold and then dried at room temperature for 24 hours.
[0065] 2 mm:n paksuinen valettu levy poistettiin teflon-muotista ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin päälle. Liekkikoetta suoritettiin palonkestoi-sen levyn pinnalla butaanikaasupolttimella 1 000 - 1 200 °C:n lämpötilassa 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamisilmiön tulokset on koottu taulukkoon 2. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisen paperiarkin pinnalla 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, kun taas 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen se muuttui lievästi hiiltyneeksi.A 2 mm thick molded sheet was removed from the Teflon mold and placed on an A4 sheet of paper. The flame test was carried out on a flame-retardant plate surface with a butane gas burner at 1000-1200 ° C for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the burning of the A4 sheet of paper are summarized in Table 2. No carbonization was observed on the surface of the A4 sheet of paper after 30, 60 and 120 seconds of heating, while after 180 seconds of heating, it became slightly charred.
[0066] Tämän esimerkin mukaisesti palonkeston kestoaika oli yli 3 minuuttia johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. reaktiivisen polyuretaanin -NCO -ryhmät reagoivat Mg(OH)3:n ja nanosaven -OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance time was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e. the reactive polyurethane -NCO groups react with Mg (OH) 3 and nanosaven-OH groups to form chemical bonds instead of physical mixing.
Esimerkki 10 [0067] Viitaten kuvioon 5, esimerkin 9 mukainen palonkestoinen levy 20 asetettiin A4-kokoisen paperiarkin 10 päälle ja liekkikoetta suoritettiin palonkestoisen levyn pinnalla butaanikaasupolttimella 30 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötilassa (liekki 40) 180 sekunnin ajan, jossa kokeessa A4-kokoisen arkin pohjapinta yhdistettiin lämpötiladetektorin 50 termopariin 60 lämpötilan nousun seuraamiseksi. Kaupalliselle paisuvalle, palonkestoiselle levylle (FM-900, ex. YUNG CHI PAINT & VARNISH MFG. CO., LTD), jonka paksuus oli 2 mm, suoritettiin sama liekkikoe. Kuten kuviossa 6 esitetään, lämpötila kaupallisen paisuvan, palonkestoisen levyn alla kohosi nopeasti 200 °C:seen 60 sekunnin kuumennuksen jälkeen. Vertailuna lämpötila esimerkin 5 mukaisen palonkestoisen levyn alla kohosi hitaasti 200 °C:seen 100 sekunnin kuumennukseen mennessä.Example 10 Referring to Figure 5, the fire-resistant plate 20 of Example 9 was placed on an A4 sheet of paper 10 and the flame test was performed on a surface of the fire-resistant plate with a butane gas burner at 1000-1200 ° C flame temperature (flame 40) for 180 seconds. in the experiment, the bottom surface of an A4 sheet was connected to a thermocouple thermocouple 60 to monitor the temperature rise. A commercial expandable flame-retardant plate (FM-900, ex. YUNG CHI PAINT & VARNISH MFG. CO., LTD) with a thickness of 2 mm was subjected to the same flame test. As shown in Figure 6, the temperature under the commercially expandable, flame-retardant plate rose rapidly to 200 ° C after 60 seconds of heating. By way of comparison, the temperature under the fire-resistant plate of Example 5 slowly rose to 200 ° C by heating for 100 seconds.
[0068] Tämän esimerkin mukaisesti palonkeston kestoaika parani merkittävästi johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. reaktiivisen uretaanin -NCO -ryhmät reagoivat Mg(OH)3:n ja nanosaven -OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance time was significantly improved due to the reinforced sample layer, i.e., the -NCO groups of the reactive urethane react with the Mg (OH) 3 and nanosaven-OH groups to form chemical bonds instead of physical mixing.
Esimerkki 11 [0069] 50 g reaktiivista polyuretaania, joka sisälsi 7,6 % reaktiivisia isosyanaattiryhmiä, panostettiin reaktoriin ja sekoitettiin nopeudella 300 rpm. Tämän jälkeen reaktoriin lisättiin 50 g modifioitua titaanidioksidijauhetta, jonka pinnalla oli funktionaalisia -OH -ryhmiä, jolloin 5 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin valkoinen liete. Liete panostettiin 100 x 100 x 2 mm:n teflon-muottiin, sitä kuivattiin huoneenlämpötilassa 24 tuntia ja lopuksi valettiin uunissa 80 °C:ssa 24 tunnin ajan.Example 11 50 g of reactive polyurethane containing 7.6% of reactive isocyanate groups were charged into the reactor and stirred at 300 rpm. Thereafter, 50 g of modified titanium dioxide powder with functional -OH groups on the surface was added to the reactor to give a white slurry after 5 minutes of agitation. The slurry was charged into a 100 x 100 x 2 mm Teflon mold, dried at room temperature for 24 hours, and finally cast in an oven at 80 ° C for 24 hours.
[0070] 2 mm:n paksuinen valettu levy poistettiin teflon-muotista ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin päälle. Liekkikoetta suoritettiin palonkestoisen levyn pinnalla butaanikaasupolttimella 1 000 - 1 200 °C:n lämpötilassa 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamisilmiön tulokset on koottu taulukkoon 2. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisen paperiarkin pinnalla 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, kun taas 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen se muuttui lievästi hiiltyneeksi.A 2 mm thick molded sheet was removed from the Teflon mold and placed on an A4 sheet of paper. The flame test was carried out on the surface of a fire-resistant plate with a butane gas burner at a temperature of 1000-1200 ° C for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the burning of the A4 sheet of paper are summarized in Table 2. No carbonization was observed on the surface of the A4 sheet of paper after 30, 60 and 120 seconds of heating, while after 180 seconds of heating, it became slightly charred.
[0071] Tämän esimerkin mukaisesti palonkeston kestoaika oli yli 3 minuuttia johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. reaktiivisen polyuretaanin -NCO -ryhmät reagoivat modifioidun Ti02:n -OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance time was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e. the reactive polyurethane -NCO groups react with the modified TiO 2 -OH groups to form chemical bonds instead of physical mixing.
Esimerkki 12 [0072] 40 g reaktiivista polyuretaania, joka sisälsi 7,6 % reaktiivisia isosyanaattiryhmiä, panostettiin reaktoriin ja sekoitettiin nopeudella 300 rpm. Reaktoriin lisättiin 50 g modifioitua titaanidioksidijauhetta, jonka pinnalla oli funktionaalisia -OH -ryhmiä ja sekoitettiin 3 minuuttia. Tämän jälkeen reaktoriin lisättiin 10 g PPG 400 -valmistetta (polypropyleeniglykoli; Mw 0 400), jolloin 2 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin valkoinen liete. Liete panostettiin 100 x 100 x 2 mm:n teflon-muottiin, sitä kuivattiin huoneenlämpötilassa 24 tuntia ja lopuksi valettiin uunissa 80 °C:ssa 24 tunnin ajan.Example 12 40 g of reactive polyurethane containing 7.6% of reactive isocyanate groups were charged into the reactor and stirred at 300 rpm. 50 g of modified titanium dioxide powder having -OH functional groups on the surface was added to the reactor and stirred for 3 minutes. Thereafter, 10 g of PPG 400 (polypropylene glycol; Mw 0 400) was added to the reactor to give a white slurry after 2 minutes of agitation. The slurry was charged into a 100 x 100 x 2 mm Teflon mold, dried at room temperature for 24 hours, and finally cast in an oven at 80 ° C for 24 hours.
[0073] 2 mm:n paksuinen valettu levy poistettiin teflon-muotista ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin päälle. Levyllä oli erinomainen taipuisuus sen taivutussäteen ollessa noin 3 cm. Liekkikoetta suoritettiin palonkestoisen levyn pinnalla butaanikaasupolttimella 1 000 - 1 200 °C:n lämpötilassa 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamisilmiön tulokset on koottu taulukkoon 2. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisen paperiarkin pinnalla 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, kun taas 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen se muuttui lievästi hiiltyneeksi.A 2 mm thick molded sheet was removed from the Teflon mold and placed on an A4 sheet of paper. The sheet had excellent flexibility with a bending radius of about 3 cm. The flame test was carried out on the surface of a fire-resistant plate with a butane gas burner at a temperature of 1000-1200 ° C for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the burning of the A4 sheet of paper are summarized in Table 2. No carbonization was observed on the surface of the A4 sheet of paper after 30, 60 and 120 seconds of heating, while after 180 seconds of heating, it became slightly charred.
[0074] Tämän esimerkin mukaisesti palonkeston kestoaika oli yli 3 minuuttia johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. reaktiivisen polyuretaanin -NCO -ryhmät reagoivat modifioidun Ti02:n -OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance time was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e., the -NCO groups of the reactive polyurethane react with the -OH groups of the modified TiO 2 to form chemical bonds instead of physical mixing.
Esimerkki 13 [0075] 40 g reaktiivista polyuretaania, joka sisälsi 8 % reaktiivisia isosyanaattiryhmiä, panostettiin reaktoriin ja sekoitettiin nopeudella 300 rpm. Tämän jälkeen reaktoriin lisättiin 45 g modifioitua titaanidioksidijauhetta, jonka pinnalla oli funktionalisia -OH -ryhmiä, ja 5 g modifioitua nanosavea, joka sisälsi -OH -ryhmiä (Cloisite 30B, ex. Southern Clay Product Corp.) ja niitä sekoitettiin 3 minuuttia. Seuraavaksi reaktoriin lisättiin 10 g PPG 400 -valmistetta (po-lypropyleeniglykoli; Mw = 400), jolloin 2 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin vaaleankeltainen liete. Liete panostettiin 100 x 100 x 2 mm:n teflon-muottiin, sitä kuivattiin huoneenlämpötilassa 24 tuntia ja lopuksi valettiin uunissa 80 °C:ssa 24 tunnin ajan.Example 13 40 g of reactive polyurethane containing 8% of reactive isocyanate groups were charged into the reactor and stirred at 300 rpm. Thereafter, 45 g of modified titanium dioxide powder with functional -OH groups on the surface and 5 g of modified nanoparticles containing -OH groups (Cloisite 30B, ex Southern Clay Product Corp.) were added to the reactor and stirred for 3 minutes. Next, 10 g of PPG 400 (polypropylene glycol; Mw = 400) was added to the reactor to give a pale yellow slurry after stirring for 2 minutes. The slurry was charged into a 100 x 100 x 2 mm Teflon mold, dried at room temperature for 24 hours, and finally cast in an oven at 80 ° C for 24 hours.
[0076] 2 mm:n paksuinen valettu levy poistettiin teflon-muotista ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin päälle. Levyllä oli erinomainen taipuisuus sen taivutussäteen ollessa noin 3 cm. Liekkikoetta suoritettiin palonkestoisen levyn pinnalla butaanikaasupolttimella 1 000 - 1 200 °C:n lämpötilassa 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamisilmiön tulokset on koottu taulukkoon 2. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisen paperiarkin pinnalla 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, kun taas 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen se muuttui lievästi hiiltyneeksi.A 2 mm thick molded sheet was removed from the Teflon mold and placed on an A4 sheet of paper. The sheet had excellent flexibility with a bending radius of about 3 cm. The flame test was carried out on the surface of a fire-resistant plate with a butane gas burner at a temperature of 1000-1200 ° C for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the burning of the A4 sheet of paper are summarized in Table 2. No carbonization was observed on the surface of the A4 sheet of paper after 30, 60 and 120 seconds of heating, while after 180 seconds of heating, it became slightly charred.
[0077] Tämän esimerkin mukaisesti palonkeston kestoaika oli yli 3 minuuttia johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. reaktiivisen polyuretaanin -NCO -ryhmät reagoivat nanosaven ja modifioidun Ti02:n -OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance time was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e., the -NCO groups of the reactive polyurethane react with the nanosized and modified TiO 2 -OH groups to form chemical bonds instead of physical mixing.
Esimerkki 14 [0078] 20 g 3,4-epoksisykloheksyylimetyyli-3,4-epoksisyklohek-saanikarboksylaattia (E4221, epoksihartsi, ex. Union Carbide) panostettiin reaktoriin ja sitä sekoitettiin nopeudella 300 rpm, minkä jälkeen lisättiin ylimäärin (8 g, ekvivalenttisuhde E4221/MeHHPA = 1/1,14) MeHHPA:a (heksahydro-4-metyyliftaalihappoanhydridi) kovetusaineeksi ja 0,1 g BDMA:a (N,N-dimetyyli-bentsyyliamiini) katalyytiksi. Viiden minuutin sekoituksen jälkeen reaktoriin lisättiin 48,1 g alumiinihydroksidijauhetta, jolloin 10 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin valkoinen liete. Liete panostettiin 100 x 100 x 2 mm:n ja 100 x 100 x 4 mm:n teflon-muottiin ja sitä kuivattiin 120 °C:ssa 1 tunti.Example 14 20 g of 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (E4221, epoxy resin, ex Union Carbide) was charged to the reactor and stirred at 300 rpm, followed by the addition of (8 g, equivalent ratio E4221 / MeHHPA = 1 / 1.14) MeHHPA (hexahydro-4-methylphthalic anhydride) as a curing agent and 0.1 g BDMA (N, N-dimethylbenzylamine) as a catalyst. After stirring for 5 minutes, 48.1 g of aluminum hydroxide powder was added to the reactor to give a white slurry after 10 minutes of stirring. The slurry was charged into a 100 x 100 x 2 mm and 100 x 100 x 4 mm Teflon mold and dried at 120 ° C for 1 hour.
[0079] 2 mm:n ja 4 mm:n paksuiset valetut levyt poistettiin teflon-muotista ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin päälle. Liekkikoetta suoritettiin palonkestoisten levyjen pinnalla butaanikaasupolttimella 1 000 - 1 200 °C:n lämpötilassa 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamisilmiön tulokset on koottu taulukkoon 2. 2 mm:n paksuisen valetun levyn osalta mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisen paperiarkin pinnalla 30, ja 60, kun taas 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen se muuttui lievästi hiiltyneeksi ja hiiltyi 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen. 4 mm:n paksuisen valetun levyn osalta mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisen paperiarkin pinnalla 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, kun taas 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen se muuttui lievästi hiiltyneeksi.Molded sheets of 2 mm and 4 mm thickness were removed from the Teflon mold and placed on a sheet of A4 paper. The flame test was carried out on the surface of fire-resistant plates with a butane gas burner at a temperature of 1000-1200 ° C for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the A4 paper sheet burn phenomenon are summarized in Table 2. For a 2 mm thick molded sheet, no carbonation was observed on the A4 paper sheet 30, and 60, while after 120 seconds it became slightly charred and charred after 180 seconds. For a 4 mm thick molded sheet, no carbonation was observed on the surface of an A4 sheet of paper after 30, 60, and 120 seconds of heating, while after 180 seconds of heating, it became slightly charred.
[0080] Tämän esimerkin mukaisesti palonkeston kestoaika oli yli 3 minuuttia johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. epoksihartsin (peräisin ylimäärin olevasta MeHHPA:sta) anhydridiryhmät reagoivat AI(OH)3:n -OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance time was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e. the anhydride groups of the epoxy resin (derived from excess MeHHPA) react with Al (OH) 3 -OH groups to form chemical bonds instead of physical mixing.
Vertailuesimerkki 5 [0081] 50 g reaktiivista polyuretaania, joka sisälsi 8 % reaktiivisia isosyanaattiryhmiä, panostettiin reaktoriin ja sekoitettiin nopeudella 300 rpm. Tämän jälkeen reaktoriin lisättiin 50 g modifioimatonta piidioksidijauhetta, jolloin 5 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin valkoinen liete. Liete panostettiin 100 x 100 x 2 mm:n teflon-muottiin, sitä kuivattiin sitten huoneenlämpötilassa 24 tuntia ja lopuksi valettiin uunissa 80 °C:ssa 24 tunnin ajan.Comparative Example 5 50 g of reactive polyurethane containing 8% of reactive isocyanate groups were charged into the reactor and stirred at 300 rpm. Thereafter, 50 g of unmodified silica powder was added to the reactor to give a white slurry after 5 minutes of agitation. The slurry was charged into a 100 x 100 x 2 mm Teflon mold, then dried at room temperature for 24 hours and finally cast in an oven at 80 ° C for 24 hours.
[0082] 2 mm:n paksuinen valettu levy poistettiin teflon-muotista ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin päälle. Liekkikoetta suoritettiin palonkestoi-sen levyn pinnalla butaanikaasupolttimella 1 000 - 1 200 °C:n lämpötilassa 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamisilmiön tulokset on koottu taulukkoon 2. Kun liekki kosketti näytekerroksen pintaa, komposiitti suli nopeasti muutamassa sekunnissa ja hiiltyi sitten epäsäännöllisesti 30 sekunnissa. Epäyhtenäinen hiiltymä oli menettänyt rakenteellisen yhtenäisyytensä johtuen murtumien muodostumisesta. A4-kokoinen paperiarkki muuttui lievästi hiiltyneeksi 30 sekunnin kuumennuksen jälkeen; se hiiltyi 60 sekunnin kuumennuksen jälkeen. Lopulta paperi paloi 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen johtuen lukuisista halkeamista.A 2 mm thick molded sheet was removed from the Teflon mold and placed on an A4 sheet of paper. The flame test was carried out on a flame-retardant plate surface with a butane gas burner at 1000-1200 ° C for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the burnout phenomenon on A4 paper are summarized in Table 2. When the flame touched the surface of the sample layer, the composite rapidly melted within seconds and then charred irregularly within 30 seconds. The non-uniform carbonation had lost its structural integrity due to the formation of fractures. The A4 sheet of paper turned slightly charred after 30 seconds of heating; it charred after 60 seconds of heating. Finally, the paper burned after 120 seconds of heating due to numerous cracks.
[0083] Tämän vertailuesimerkin mukaisesti levy ei kyennyt kestämään 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötilaa, koska modifioimattomat SiCVpinnat eivät kyenneet reagoimaan polyuretaanin -NCO -ryhmien kanssa ja muodostamaan hyvin strukturoitua komposiittia kemiallisten sidosten muodostumisen avulla.According to this comparative example, the board was not able to withstand a flame temperature of 1000-1200 ° C because unmodified SiCl 3 surfaces were unable to react with polyurethane -NCO groups and form a well-structured composite by chemical bond formation.
Vertailuesimerkki 6 [0084] 50 g polyuretaania, joka ei sisältänyt reaktiivisia isosyanaatti-ryhmiä, panostettiin reaktoriin ja sekoitettiin nopeudella 300 rpm. Tämän jälkeen reaktoriin lisättiin 50 g alumiinihydroksidijauhetta, jolloin 5 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin valkoinen liete. Liete panostettiin 100 x 100 x 2 mm:n teflon-muottiin, sitä kuivattiin sitten uunissa 60 °C:ssa 120 minuuttia, 80 °C:ssa 120 minuuttia, 100 °C:ssa 120 minuuttia ja lopuksi valettiin 120 °C:ssa 360 minuutin ajan.Comparative Example 6 50 g of polyurethane without reactive isocyanate groups was charged into the reactor and stirred at 300 rpm. Thereafter, 50 g of aluminum hydroxide powder was added to the reactor to give a white slurry after 5 minutes of agitation. The slurry was charged into a 100 x 100 x 2 mm Teflon mold, then dried in an oven at 60 ° C for 120 minutes, 80 ° C for 120 minutes, 100 ° C for 120 minutes and finally poured at 120 ° C for 360 minutes. minutes.
[0085] 2 mm:n paksuinen valettu levy poistettiin teflon-muotista ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin päälle. Liekkikoetta suoritettiin palonkestoi-sen levyn pinnalla butaanikaasupolttimella 1 000 - 1 200 °C:n lämpötilassa 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamisilmiön tulokset on koottu taulukkoon 2. Kun liekki kosketti näytekerroksen pintaa, komposiitti suli nopeasti muutamassa sekunnissa ja hiiltyi sitten epäsäännöllisesti 30 sekunnissa. Epäyhtenäinen hiiltymä oli menettänyt rakenteellisen yhtenäisyytensä johtuen murtumien muodostumisesta. A4-kokoinen paperiarkki muuttui hiiltyneeksi 30 sekunnin kuumennuksen jälkeen. Lopulta paperi paloi 60 sekunnin kuumennuksen jälkeen johtuen lukuisista halkeamista.A 2 mm thick molded sheet was removed from the Teflon mold and placed on an A4 sheet of paper. The flame test was carried out on a flame-retardant plate surface with a butane gas burner at 1000-1200 ° C for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the burnout phenomenon on A4 paper are summarized in Table 2. When the flame touched the surface of the sample layer, the composite rapidly melted within seconds and then charred irregularly within 30 seconds. The non-uniform carbonation had lost its structural integrity due to the formation of fractures. A sheet of A4 paper turned charred after 30 seconds of heating. Finally, after 60 seconds of heating, the paper burned due to numerous cracks.
[0086] Tämän vertailuesimerkin mukaisesti levy ei kyennyt kestämään 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötilaa, koska polyuretaanissa ei ollut funk tionaalisia ryhmiä, jotka olisivat reagoineet alumiinihydroksidin -OH -ryhmien kanssa ja muodostaneet hyvin strukturoidun komposiitin kemiallisten sidosten muodostumisen avulla.According to this comparative example, the board could not withstand a flame temperature of 1000-1200 ° C because the polyurethane had no functional groups that reacted with the aluminum hydroxide -OH groups and formed a well-structured composite by the formation of chemical bonds.
Vertailuesimerkki 7 [0087] 50 g poly(vinyylialkoholia), joka sisälsi -OH -ryhmiä, liuotettiin veteen ja sitä sekoitettiin nopeudella 300 rpm. 50 g alumiinihydroksidijauhetta lisättiin pol(vinyylialkoholiin), jolloin saatiin 20 minuutin sekoituksen jälkeen 70 -90 °C:ssa valkoinen liete. Liete panostettiin 100 x 100 x 2 mm:n teflon-muottiin ja asetettiin sitten uuniin sitä, kuivattiin 60 °C:ssa 60 minuuttia, 80 °C:ssa 60 minuuttia, 100 °C:ssa 60 minuuttia, 120 °C:ssa 3 minuuttia, 140 °C:ssa 30 minuuttia, 160 °C:ssa 30 minuuttia, 180 °C:ssa 3 minuuttia ja lopuksi valettiin 200 °C:ssa 240 minuutin ajan.Comparative Example 7 50 g of poly (vinyl alcohol) containing -OH groups was dissolved in water and stirred at 300 rpm. 50 g of aluminum hydroxide powder was added to pol (vinyl alcohol) to give a white slurry after stirring for 20 minutes at 70 -90 ° C. The slurry was charged into a 100 x 100 x 2 mm Teflon mold and then placed in an oven, dried at 60 ° C for 60 minutes, 80 ° C for 60 minutes, 100 ° C for 60 minutes, 120 ° C. minutes, 140 ° C for 30 minutes, 160 ° C for 30 minutes, 180 ° C for 3 minutes and finally cast at 200 ° C for 240 minutes.
[0088] 2 mm:n paksuinen valettu levy poistettiin teflon-muotista ja asetettiin A4-kokoisen paperiarkin päälle. Liekkikoetta suoritettiin palonkestoi-sen levyn pinnalla butaanikaasupolttimella 1 000 - 1 200 °C:n lämpötilassa 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamisilmiön tulokset on koottu taulukkoon 2. Kun liekki kosketti näytekerroksen pintaa, komposiitti suli nopeasti muutamassa sekunnissa ja hiiltyi sitten epäsäännöllisesti 30 sekunnissa. Epäyhtenäinen hiiltymä oli menettänyt rakenteellisen yhtenäisyytensä johtuen murtumien muodostumisesta. A4-kokoinen paperiarkki muuttui lievästi hiiltyneeksi 30 sekunnin kuumennuksen jälkeen; se hiiltyi 60 sekunnin kuumennuksen jälkeen. Lopulta paperi paloi 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen johtuen lukuisista halkeamista.A 2 mm thick molded sheet was removed from the Teflon mold and placed on an A4 sheet of paper. The flame test was carried out on a flame-retardant plate surface with a butane gas burner at a temperature of 1000-1200 ° C for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of the burnout phenomenon on A4 sheet of paper are summarized in Table 2. When the flame touched the surface of the sample layer, the composite rapidly melted within seconds and then charred irregularly within 30 seconds. The non-uniform carbonation had lost its structural integrity due to the formation of fractures. The A4 sheet of paper turned slightly charred after 30 seconds of heating; it charred after 60 seconds of heating. The paper eventually burned after 120 seconds of heating due to numerous cracks.
[0089] Tämän vertailuesimerkin mukaisesti levy ei kyennyt kestämään 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötilaa, koska alumiinihydroksidin -OH -ryhmät eivät kyenneet reagoimaan poly(vinyylialkoholin) -OH -ryhmien kanssa ja muodostamaan hyvin strukturoitua komposiittia kemiallisten sidosten muodostumisen avulla.According to this comparative example, the sheet could not withstand the flame temperature of 1000-1200 ° C because the -OH groups of the aluminum hydroxide could not react with the poly (vinyl alcohol) -OH groups and form a well-structured composite by the formation of chemical bonds.
Taulukko 2. Palonkestoisten levyjen liekkikokeen tuloksetTable 2. Flame test results for fire resistant boards
[0090] Vaikka keksintöä on kuvattu esimerkkien avulla ja edullisen suoritusmuodon suhteen, on ymmärrettävä, ettei keksintö rajoitu niihin. Päinvastoin sen on tarkoitettu kattavan erilaiset muunnokset ja vastaavat järjestelyt (jotka olisivat alaan perehtyneille ilmeisiä). Näin ollen oheisten patenttivaatimusten suojapiirille tulisi antaa laajin tulkinta niin, että se sulkee sisäänsä kaikki tällaiset muunnokset ja vastaavat järjestelyt.Although the invention has been described by way of example and with respect to a preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited thereto. On the contrary, it is intended to cover various modifications and similar arrangements (which would be apparent to those skilled in the art). Accordingly, the broad scope of the appended claims should be construed to include all such modifications and corresponding arrangements.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW95148153A TWI333496B (en) | 2005-12-26 | 2006-12-21 | Organic/inorganic composite and fire-resistant plate containing the same |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20070482A0 FI20070482A0 (en) | 2007-06-18 |
FI20070482A FI20070482A (en) | 2008-06-22 |
FI126517B true FI126517B (en) | 2017-01-13 |
Family
ID=38212339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20070482A FI126517B (en) | 2006-12-21 | 2007-06-18 | Organic / inorganic composite and refractory board containing it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI126517B (en) |
-
2007
- 2007-06-18 FI FI20070482A patent/FI126517B/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20070482A (en) | 2008-06-22 |
FI20070482A0 (en) | 2007-06-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8329819B2 (en) | Organic/inorganic composite and fire-resistant plate utilizing the same | |
US7875564B2 (en) | Multilayer fire-resistant material | |
US8330045B2 (en) | Fire-resistant wire/cable | |
KR101125889B1 (en) | Flame Retardant Polymer Compositions | |
CN101210123B (en) | Fire-proof paint | |
KR20010042053A (en) | Polymer composite comprising a hydroxy-functionalized polyether or polyester and an inorganic filler and method for preparing the same | |
CN101210111B (en) | Organic/inorganic composite material and fire-proof plate containing the same | |
CN101397500B (en) | Multi-layer structure fireproof material | |
FI126517B (en) | Organic / inorganic composite and refractory board containing it | |
US8173724B2 (en) | Fire resistant material and formulation thereof | |
FI126518B (en) | Fire-resistant coating material | |
FI124009B (en) | Fire resistant cable / cable | |
JPS623947A (en) | Incombustible fiber sheet material | |
FR2911146A1 (en) | Organic/mineral matrix composite, useful in the fire-resistant plate, comprises polymer, copolymer or oligomer having first reactive functional group, and mineral particles having second reactive functional group | |
FR2911217A1 (en) | Fireproof wire or cable, useful for coating organic/inorganic composite on conducting cable by immersing or by extrusion, comprises conductor cable and organic/inorganic composite comprising organic component and inorganic particles | |
MXPA00009221A (en) | Polymer composite comprising a hydroxy-functionalized polyether or polyester and an inorganic filler and method for preparing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 126517 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |