(57)【要約】本発明は、膨張性コーティング組成物、膨張性多成分コーティング製品、膨張性コーティング組成物または膨張性多成分コーティング製品を使用するための方法、膨張性コーティング組成物または膨張性多成分コーティング製品でコーティングされた基材に関する。本発明の膨張性コーティング組成物および膨張性多成分コーティング製品は、優れた耐低温特性および耐火特性を有し得る。一態様では、本発明の膨張性コーティング組成物は、少なくとも以下の成分：ａ）ポリマー、ｂ）硬化剤、ｃ）炭素源、ｄ）発泡剤、ｅ）酸源、ｆ）強化繊維、およびｇ）無機添加剤の混合物を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも以下の構成成分：
ａ）ポリマー、
ｂ）硬化剤、
ｃ）芳香族化合物および／またはトール油脂肪酸を含む炭素源、
ｄ）発泡剤、
ｅ）酸源、
ｆ）強化繊維、ならびに
ｇ）無機添加剤
の混合物を含む、膨張性コーティング組成物。
【請求項２】
前記無機添加剤が、アルミナ、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムおよび／または無機ホウ素化合物を含む、請求項１に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項３】
前記ポリマーが、以下：
エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリビニル、フェノール樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、ポリイミド、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂およびシアネート樹脂
のうちの１種または複数種を含む、請求項１に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項４】
前記硬化剤が、アミン、アミン付加物、ポリアミド、ポリエポキシド、ポリエーテルアミンおよびポリオールのうちの１種または複数種を含む、請求項１に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項５】
前記芳香族化合物が、ビスフェノール化合物および／または長鎖ヒドロカルビル置換基を有する芳香族化合物を含む、請求項１に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項６】
前記ビスフェノール化合物が、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＢおよび／またはビスフェノールＦを含む、請求項５に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項７】
長鎖ヒドロカルビル置換基を有する前記芳香族化合物中の長鎖ヒドロカルビルが、１、２または３つの二重結合を有する６〜２０個の炭素原子の長鎖ヒドロカルビルである、請求項５に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項８】
長鎖ヒドロカルビル置換基を有する前記芳香族化合物が、その芳香環で、ヒドロキシ、カルボキシおよび／またはアミノを含む少なくとも１つの官能基で置換されている、請求項７に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項９】
長鎖ヒドロカルビル置換基を有する前記芳香族化合物が、カルダノールである、請求項５に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項１０】
前記発泡剤が、メラミン、メラミン誘導体、ジシアノジアミド（dicynodiamide）および／または尿素を含む、請求項１に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項１１】
前記酸源が、ポリリン酸アンモニウム、リン酸トリクロロエチル、リン酸トリクロロプロピル、ピロリン酸メラミンおよび／またはリン酸トリフェニルを含む、請求項１に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項１２】
前記強化繊維が、鉱物繊維、セラミック繊維、ガラス繊維、炭素繊維および／またはバサルト繊維を含む、請求項１に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項１３】
硬化促進剤をさらに含む、請求項１に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項１４】
前記ａ）ポリマーが、前記組成物の総重量に対して１０ｗｔ％〜４０ｗｔ％を構成する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項１５】
前記ｂ）硬化剤が、前記組成物の総重量に対して１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％を構成する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項１６】
前記ｃ）炭素源が、前記組成物の総重量に対して最大１８ｗｔ％を構成する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項１７】
前記ｄ）発泡剤が、前記組成物の総重量に対して１ｗｔ％〜１０ｗｔ％を構成する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項１８】
前記ｅ）酸源が、前記組成物の総重量に対して５ｗｔ％〜３０ｗｔ％を構成する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項１９】
前記ｆ）強化繊維が、前記組成物の総重量に対して最大５ｗｔ％を構成する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
【請求項２０】
パートＡ）およびパートＢ）
を含む多成分膨張性コーティング製品であって、
パートＡ）が、ポリマーおよび酸源を含み、
パートＢ）が、硬化剤および発泡剤を含み、
膨張性多成分コーティング製品が、パートＡ）および／またはパートＢ）中に存在する芳香族化合物および／またはトール油脂肪酸を含む炭素源、パートＡ）および／またはパートＢ）中に存在する強化繊維、パートＡ）および／またはパートＢ）中に存在する無機添加剤をさらに含む、膨張性多成分コーティング製品。
【請求項２１】
前記無機添加剤が、アルミナ、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムおよび／または無機ホウ素化合物を含む、請求項２０に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項２２】
前記ポリマーが、以下：
エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリビニル、フェノール樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、ポリイミド、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂およびシアネート樹脂
のうちの１種または複数種を含む、請求項２０に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項２３】
前記硬化剤が、アミン、アミン付加物、ポリアミド、ポリエポキシド、ポリエーテルアミンおよびポリオールのうちの１種または複数種を含む、請求項２０に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項２４】
前記芳香族化合物が、ビスフェノール化合物および／または長鎖ヒドロカルビル置換基を有する芳香族化合物を含む、請求項２３に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項２５】
前記ビスフェノール化合物が、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＢおよび／またはビスフェノールＦを含む、請求項２４に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項２６】
長鎖ヒドロカルビル置換基を有する前記芳香族化合物中の長鎖ヒドロカルビルが、１、２または３つの二重結合を有する６〜２０個の炭素原子の長鎖ヒドロカルビルである、請求項２４に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項２７】
長鎖ヒドロカルビル置換基を有する前記芳香族化合物が、その芳香環で、ヒドロキシ、カルボキシおよび／またはアミノを含む少なくとも１つの官能基で置換されている、請求項２６に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項２８】
長鎖ヒドロカルビル置換基を有する前記芳香族化合物が、カルダノールである、請求項２４に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項２９】
前記発泡剤が、メラミン、メラミン誘導体、ジシアノジアミドおよび／または尿素を含む、請求項２０に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項３０】
前記酸源が、ポリリン酸アンモニウム、リン酸トリクロロエチル、リン酸トリクロロプロピル、ピロリン酸メラミンおよび／またはリン酸トリフェニルを含む、請求項２０に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項３１】
前記強化繊維が、鉱物繊維、セラミック繊維、ガラス繊維、炭素繊維および／またはバサルト繊維を含む、請求項２０に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項３２】
硬化促進剤をさらに含む、請求項２０に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項３３】
前記ａ）ポリマーが、組成物の総重量に対して１０ｗｔ％〜４０ｗｔ％を構成する、請求項２０〜３２のいずれか１項に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項３４】
前記ｂ）硬化剤が、組成物の総重量に対して１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％を構成する、請求項２０〜３２のいずれか１項に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項３５】
前記ｃ）炭素源が、組成物の総重量に対して最大１８ｗｔ％を構成する、請求項２０〜３２のいずれか１項に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項３６】
前記ｄ）発泡剤が、組成物の総重量に対して１ｗｔ％〜１０ｗｔ％を構成する、請求項２０〜３２のいずれか１項に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項３７】
前記ｅ）酸源が、組成物の総重量に対して５ｗｔ％〜３０ｗｔ％を構成する、請求項２０〜３２のいずれか１項に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項３８】
前記ｆ）強化繊維が、組成物の総重量に対して最大５ｗｔ％を構成する、請求項２０〜３２のいずれか１項に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項３９】
パートＡおよびパートＢが、使用前に混合される、請求項２０〜３２のいずれか１項に記載の膨張性多成分コーティング製品。
【請求項４０】
先行する請求項１〜２０のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物を使用するための方法であって、コーティング混合物を基材に塗布するステップを含む、方法。
【請求項４１】
請求項２０〜３２のいずれか１項に記載の膨張性多成分コーティング製品を使用するための方法であって、パートＡ）およびパートＢ）を混合して、コーティング混合物を得るステップ、ならびに次いで、前記コーティング混合物を基材に塗布するステップを含む、方法。
【請求項４２】
請求項１〜２０のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物でコーティングされた基材。
【請求項４３】
前記基材が金属基材である、請求項４２に記載の基材。
【請求項４４】
請求項２０〜３９のいずれか１項に記載の膨張性多成分コーティング製品でコーティングされた基材。
【請求項４５】
前記基材が金属基材である、請求項４４に記載の基材。
【請求項４６】
膨張性コーティング組成物の改善における炭素源の使用であって、前記炭素源が、芳香族化合物および／またはトール油脂肪酸を含む、使用。
【請求項４７】
前記芳香族化合物が、ビスフェノール化合物および／または長鎖ヒドロカルビル置換基を有する芳香族化合物を含む、請求項４６に記載の使用。
【請求項４８】
ビスフェノール化合物が、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＢおよび／またはビスフェノールＦを含む、請求項４６に記載の使用。
【請求項４９】
長鎖ヒドロカルビル置換基を有する芳香族化合物中の長鎖ヒドロカルビルが、１、２または３つの二重結合を有する６〜２０個の炭素原子の長鎖ヒドロカルビルである、請求項４６に記載の使用。
【請求項５０】
長鎖ヒドロカルビル置換基を有する前記芳香族化合物が、その芳香コアで、ヒドロキシ、カルボキシおよび／またはアミノを含む少なくとも１つの官能基で置換されている、請求項４９に記載の使用。
【請求項５１】
長鎖ヒドロカルビル置換基を有する芳香族化合物が、カルダノールである、請求項４６に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、膨張性コーティング組成物（受動的耐火（ＰＦＰ）コーティングとしても公知）、膨張性多成分コーティング製品、膨張性コーティング組成物または膨張性多成分コーティング製品を使用するための方法、および膨張性コーティング組成物または膨張性多成分コーティング製品でコーティングされた基材に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
膨張性コーティングは、日常生活および産業の種々の側面で幅広く使用されている。膨張性コーティングは一般に、基材の表面に塗布されて、基材の表面の燃焼特性を変化させ、急速な延焼を阻止する。産業では、膨張性コーティングは、例えば建築要素に塗布されて、そのような要素の耐火限界を増加させる。
【０００３】
非膨張性コーティングとは異なり、膨張性コーティングは、比較的薄い厚さで基材に塗布することができる。可燃性条件、例えば、高温および酸化雰囲気に達した場合、膨張性コーティングは化学反応を受けて膨張し、チャーを生成し、それによって、基材上に高度に断熱性の厚い保護層が形成される。そのような保護層は、比較的低い熱伝導率を有し、それによって、急速な熱伝導を停止する。別の顕著な差は、膨張性コーティングは、フィラーおよび／または顔料が膨張の発生を抑制することから、あまり多くのフィラーおよび／または顔料を含むことができないことである。
【０００４】
しかしながら、低温でのクラッキング、見た目の悪化、特性の劣化に抵抗することができ、低温にかけられた後に適切な耐火特性を維持することができ、および／または比較的薄い厚さでコーティングすることもできる膨張性コーティングに対する必要性がなお存在している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の要旨
多くの実験とたゆまぬ努力の後、本発明の発明者らは、本発明の組成物が、上で議論したような当技術分野における問題を解決し得ることを見出した。
【０００６】
一態様では、本発明の膨張性コーティング組成物は、少なくとも以下の成分：ａ）ポリマー、ｂ）硬化剤、ｃ）炭素源、ｄ）発泡剤、ｅ）酸源、ｆ）強化繊維、およびｇ）無機添加剤の混合物を含む。
【０００７】
別の態様では、本発明の膨張性多成分コーティング製品は、パートＡ）およびパートＢ）を含み、パートＡ）は、ポリマーおよび酸源を含み、パートＢ）は、硬化剤および発泡剤を含み、膨張性多成分コーティング製品は、パートＡ）および／またはパートＢ）中に存在する炭素源、パートＡ）および／またはパートＢ）中に存在する強化繊維、パートＡ）および／またはパートＢ）中に存在する無機添加剤をさらに含む。
【０００８】
ここで、本発明を、以下でより詳細にさらに例示する。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
発明の詳細な説明
いずれかの操作例または他に示されている場合を除き、本明細書および特許請求の範囲で使用される成分の量、反応条件などを表すすべての数は、すべての例において、「約」という用語で修飾されていると理解されるべきである。したがって、逆のことが示されない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲で示される数値パラメーターは、本発明によって得られることになる所望の特性に応じて変化し得る近似値である。少なくとも、特許請求の範囲への均等論の適用を限定しようとすることなく、各数値パラメーターは、少なくとも、報告された有効桁数に照らし、通常の丸め技法を適用することによって解釈されるべきである。
【００１０】
本発明の広範囲を示す数値範囲およびパラメーターは近似であるが、具体的な実施例において示される数値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、いずれの数値も、それらそれぞれの試験測定値において見出される標準偏差から必然的に生じるある誤差を本質的に含有している。
【００１１】
また、本明細書で述べられるいずれの数値範囲も、その中に包含されるすべての部分範囲を含むことが意図されることを理解されたい。例えば、「１〜１０」の範囲は、述べられた最小値１と述べられた最大値１０の間の（およびこれらを含む）、つまり１に等しいまたは１よりも大きい最小値および１０に等しいまたは１０未満の最大値を有するすべての部分範囲を含むことが意図される。
【００１２】
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、冠詞「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」は、明らかにかつ疑いの余地なく１つの指示物に限定されない限り、複数の指示物を含む。例えば、「１つの」ポリマー、「１つの」硬化剤、「１つの」炭素源、「１つの」発泡剤、「１つの」酸源、「１つの」強化繊維、「１つの」無機添加剤、「１つの」コーティング組成物などへの言及がなされるが、これらの構成成分の任意のもののうちの１つまたは複数が使用されてよい。
【００１３】
本明細書において「ヒドロカルビル」という用語は、炭素および水素原子を含む基であって、炭素原子と直接結合した水素原子のうちの１個または複数が、−ＯＨ、−ＳＨなどの他の基で置き換えまたは置換されていてもよい、基を指す。
【００１４】
本明細書において「長鎖炭化水素置換基」という用語は、少なくとも６個の炭素原子を有するヒドロカルビルを指す。
【００１５】
本明細書で示される本発明の種々の実施形態および実施例は、本発明の範囲を限定するものとして理解されるべきではない。
【００１６】
本発明で使用されるポリマーは特に限定されず、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリビニル、フェノール樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、ポリイミド、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂およびシアネート樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。これらの樹脂の中でも、エポキシ樹脂、アクリル樹脂および／またはポリウレタン樹脂が特に好適である。ポリマーは、以下で議論される硬化剤と反応し得る。
【００１７】
エポキシ樹脂構成成分は、少なくとも１種のポリエポキシドを含む。ポリエポキシドは、少なくとも２つの１，２−エポキシ基を有する。通常、ポリエポキシドのエポキシ当量（equivalent  weight）は、約８０〜約２０００、典型的には約１８０〜５００の範囲である。エポキシ化合物は、飽和もしくは不飽和、環式もしくは非環式、脂肪族、脂環式、芳香族または複素環式であり得る。それらは、ハロゲン、ヒドロキシおよびエーテル基などの置換基（単数または複数）を含み得る。
【００１８】
ポリエポキシドの例は、１よりも大きいまたは通常約２の１，２−エポキシ当量（equivalent）を有するもの、すなわち、平均で１分子あたり２つのエポキシ基を有するポリエポキシドである。最も一般的に使用されるポリエポキシドは、例えば、ポリフェノール（例えば、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）、レゾルシノール、ヒドロキノン、ベンゼンジメトール（benzenedimethol）、フロログルシノールおよびカテコール）のポリグリシジルエーテル；またはポリオール（例えば、脂環式ポリオール、例えば、１，２−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、２，２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン、１，１−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）エタン、２−メチル−１，１−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル）プロパン、１，３−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサンおよび１，２−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン）のポリグリシジルエーテルである。脂肪族ポリオールの例としては、特に、トリヒドロキシメチルペンタンジオールおよびネオペンタンジオールが挙げられる。
【００１９】
特に好適なポリエポキシドは、２００ｇ／当量未満のエポキシ当量を有する。例としては、Ｈｅｘｉｏｎ  Ｉｎｃ．から市販されているＥＰＯＮ  ８２８が挙げられる。
【００２０】
本発明で使用されるアクリル樹脂は、１種または複数種のアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステルのコポリマーを、必要に応じて１種または複数種の他の重合性エチレン性不飽和モノマーと一緒に含む。有用なアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステルとしては、１〜３０個、例えば４〜１８個の炭素原子をアルキル基中に含有する脂肪族アルキルエステルが挙げられる。非限定例としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルおよびアクリル酸２−エチルヘキシルが挙げられる。好適な他の共重合性エチレン性不飽和モノマーとしては、ビニル芳香族化合物、例えば、スチレンおよびビニルトルエン；ニトリル、例えば、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリル；ハロゲン化ビニルおよびビニリデン、例えば、塩化ビニルおよびフッ化ビニリデン、ならびにビニルエステル、例えば、酢酸ビニルが挙げられる。
【００２１】
アクリルコポリマーは、多くの場合コポリマーを生成するのに使用される反応物質中に１種または複数種のヒドロキシル官能性モノマーを含むことによってポリマーに組み込まれるヒドロキシル官能基を含み得る。有用なヒドロキシル官能性モノマーとしては、典型的には２〜４個の炭素原子をヒドロキシアルキル基中に有するヒドロキシアルキルアクリレートおよびメタクリレート、例えば、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、アクリル酸４−ヒドロキシブチル、カプロラクトンおよびヒドロキシアルキルアクリレートのヒドロキシ官能性付加物、ならびに対応するメタクリレート、ならびに下記のベータヒドロキシエステル官能性モノマーが挙げられる。アクリルポリマーはまた、Ｎ−（アルコキシメチル）アクリルアミドおよびＮ−（アルコキシメチル）メタクリルアミドを用いて調製することができる。
【００２２】
ベータヒドロキシエステル官能性モノマーは、エチレン性不飽和エポキシ官能性モノマーおよび５〜２０個の炭素原子を有するカルボン酸から、またはエチレン性不飽和酸官能性モノマー、およびエチレン性不飽和酸官能性モノマーと重合性ではない少なくとも５個の炭素原子を含有するエポキシ化合物から調製することができる。
【００２３】
本発明で使用されるポリマーはまた、ポリウレタンであり得る。中でも、使用され得るポリウレタンは、ＯＨ／ＮＣＯ当量比が１：１よりも大きく、遊離ヒドロキシル基が生成物中に存在するように、上で言及されるものなどのポリエステルポリオールまたはアクリルポリオールをポリイソシアネートと反応させることによって調製される高分子ポリオールである。
【００２４】
活性水素含有カチオン性ポリマーを形成するのに好適なポリウレタンポリマーのさらなる例としては、ポリウレタン、ポリ尿素、ならびにポリエーテルポリオールおよび／またはポリエーテルポリアミンをポリイソシアネートと反応させることによって調製されるポリ（ウレタン−尿素）ポリマーが挙げられる。そのようなポリウレタンポリマーは、米国特許第６，２４８，２２５号に記載されている。
【００２５】
本発明の膨張性コーティング組成物において、ポリマーの量は、膨張性コーティング組成物の総重量に対して、典型的には１０〜４０ｗｔ％、例えば、１５〜３８ｗｔ％、２２〜３６ｗｔ％、または２３〜３０ｗｔ％である。あるいは、本発明のコーティング組成物中のポリマーの量は、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９ｗｔ％〜３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０ｗｔ％であり得る。上記範囲の端値を任意に組み合わせて、本発明の膨張性コーティング組成物中のポリマーの量を定義することができる。
【００２６】
本発明で使用されるポリマーと反応し得、それを硬化することができる限り、本発明で使用される硬化剤に特定の制限はない。好適な硬化剤としては、アミン、ポリアミド、ポリエポキシド、ポリエーテルアミンおよびポリオールなどが挙げられる。
【００２７】
アミン硬化剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂およびポリウレタン樹脂に幅広く使用される有機ポリアミン化合物である。特定のアミン硬化剤は、ポリアミンを含み、その例としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタミン、イソホロンジアミン、メタキシリレンジアミン、メタフェニレンジアミン、１，３−ビス（アミノエチル）シクロヘキサン、ビス（４−アミノシクロヘキシル）メタン、Ｎ−アミノエチルピペラジン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノ−３，３’−ジエチルジフェニルメタンおよびジアミノジフェニルスルホンが挙げられるが、これらに限定されない。これらのポリアミン硬化剤の市販グレードの製品を使用することができる。
【００２８】
さらに、任意の上記ポリアミンの付加物もまた、使用することができる。ポリアミンの付加物は、ポリアミンを、エポキシ樹脂などの好適な反応性化合物と反応させることによって形成される。この反応により、硬化剤中の遊離アミンの含有率が減少し、低温および／または高湿度環境での硬化剤の有用性が高くなる。
【００２９】
硬化剤としては、種々のポリエーテルアミン、例えば、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ  ６００、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ  １０００、Ｊｅｆｆａｍｉｎｅ  ２００５およびＪｅｆｆａｍｉｎｅ  ２０７０などを含むがこれらに限定されない、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ｃｏｒｐ．から入手可能な種々のＪｅｆｆａｍｉｎｅもまた、使用することができる。
【００３０】
硬化剤としては、種々のポリアミドもまた、使用することができる。一般に、ポリアミドは、二量体脂肪酸およびポリエチレンアミン、ならびに少量のモノマー脂肪酸の反応生成物を含有する。二量体脂肪酸は、モノマー脂肪酸のオリゴマー化によって調製される。ポリエチレンアミンは、任意の高級ポリエチレンアミン、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタアミンなどであってもよく、ジエチレントリアミンが最も一般的に使用される。ポリアミドが硬化剤として使用される場合、それは、コーティングに耐腐食性および防水性の間の良好なバランスをもたらし得る。さらに、ポリアミドはまた、コーティングに、良好な弾力性、適切な硬化速度および他の有利な要素をもたらし得る。
【００３１】
本発明の膨張性コーティング組成物において、硬化剤の量は、膨張性コーティング組成物の総重量に対して、典型的には１０〜３０ｗｔ％、例えば、１５〜２０ｗｔ％、１６〜１９ｗｔ％、または１７〜１９ｗｔ％である。あるいは、本発明のコーティング組成物中の硬化剤の量は、１０、１１、１２、１３、１４または１５ｗｔ％〜１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４または２５ｗｔ％であり得る。上記範囲の端値を任意に組み合わせて、本発明の膨張性コーティング組成物中の種々の硬化剤の量を定義することができる。
【００３２】
本発明の膨張性コーティング組成物はまた、硬化促進剤を含み得る。硬化促進剤は、樹脂の硬化を加速し、硬化温度を低下し、硬化時間を短縮することができる種類の材料である。典型的な硬化促進剤としては、脂肪族アミン促進剤、例えば、トリエタノールアミン、トリエチレンジアミンなど；無水物促進剤、例えば、ＢＤＭＡ、ＤＢＵなど；ポリエーテルアミン触媒；スズ促進剤、例えば、ジブチルスズジラウレート、第一スズオクトエートなどが挙げられる。本発明の一実施形態では、硬化促進剤は、Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから市販されているＡＮＣＡＭＩＮＥ  Ｋ５４である。
【００３３】
本発明の膨張性コーティング組成物において、硬化促進剤の量は、膨張性コーティング組成物の総重量に対して、２〜５ｗｔ％、例えば、２〜３ｗｔ％である。
【００３４】
本発明の膨張性コーティング組成物は、炭素源をさらに含む。炭素源は、炎または熱に曝露されるとチャーに変換され、それによって、基材上に耐火保護層が形成される。本発明によると、炭素源は、例えば、芳香族化合物および／またはトール油脂肪酸（ＴＯＦＡ）であり得る。本発明の発明者らは、驚くべきことに、芳香族化合物および／またはトール油脂肪酸を含む炭素源を本発明の膨張性コーティング組成物において炭素源として使用した場合、得られる膨張性コーティングは、類似の種類の膨張性コーティングに匹敵するかまたはより良好でさえある耐火特性を有するだけでなく、低温を受けた後にこれらの必要な特性を維持することもできることを見出した。ポリマーもまた、炭素源であり得ることが認識されるであろう。
【００３５】
本発明で使用される芳香族化合物は、少なくとも１つの芳香環、例えば、２、３または４つの芳香環を含む。芳香環は、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環またはフェナントレン環であり得る。本発明で使用される芳香族化合物は、少なくとも１つの官能性置換基、例えば、ヒドロキシ、カルボキシ、メルカプト、アミノなどを含み得、これらは、芳香環に直接結合していてもよい。
【００３６】
本発明で使用される芳香族化合物は、ビスフェノール化合物および長鎖ヒドロカルビル置換基を有する芳香族化合物を含み得る。
【００３７】
特に、本発明で使用され得るビスフェノール化合物は、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＢおよびビスフェノールＦのうちの１種または複数種を含むが、これらに限定されない。
【００３８】
長鎖ヒドロカルビル置換基を有する芳香族化合物は、炭素源として使用され得る。本発明で使用される、長鎖ヒドロカルビル置換基を有する芳香族化合物は、少なくとも１つの芳香環、例えば、２、３、４つの芳香環を含む。芳香環は、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環であり得、ベンゼン環が特に好適である。本明細書において「長鎖炭化水素置換基」という用語は、少なくとも６個の炭素原子を有するヒドロカルビルを指す。長鎖炭化水素置換基を有する芳香族化合物は、炎または熱に曝露されると、より多くのチャーを生成し得るため、それらは、本発明における使用に特に好適である。長鎖炭化水素置換基は、飽和または不飽和ヒドロカルビルであり得る。長鎖ヒドロカルビルは、６〜２０個の炭素原子を有する直鎖または分枝状アルキルおよび／またはアルケニルおよび／またはアルキニルであり得る。例えば、長鎖ヒドロカルビルは、６〜１８個の炭素原子、または６〜１５個の炭素原子を有し得る。長鎖ヒドロカルビルは、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９または２０個の炭素原子を有し得る。長鎖ヒドロカルビルは、１〜３つの不飽和結合、例えば、二重結合およびアセチレン結合を含み得る。本発明の一実施形態では、長鎖ヒドロカルビル置換基は、１〜３つの二重結合を含む。例えば、長鎖ヒドロカルビル置換基は、例えば、１、２もしくは３つの二重結合を有する６〜２０個の炭素原子の長鎖ヒドロカルビル置換基、１もしくは２つの二重結合を有する６〜２０個の炭素原子の長鎖ヒドロカルビル置換基、１もしくは２もしくは３つの二重結合を有する６〜１５個の炭素原子の長鎖ヒドロカルビル、または１もしくは２つの二重結合を有する６〜１５個の炭素原子の長鎖ヒドロカルビルであり得る。本発明で使用される長鎖ヒドロカルビル置換基を有する芳香族化合物は、少なくとも１つの官能性置換基、例えば、ヒドロキシ、カルボキシ、メルカプト、アミノなどを含み得る。少なくとも１つの官能性置換基は、芳香環に直接、および／または長鎖炭化水素置換基に結合していてもよい。言い換えると、本発明で使用される長鎖ヒドロカルビル置換基を有する芳香族化合物は、官能性置換基で置換された長鎖ヒドロカルビル置換基を有する芳香族化合物、例えば、長鎖炭化水素置換基を有するフェノール、長鎖炭化水素置換基を有するヒドロキノン（オルト、メタおよびパラ位を含む）、長鎖炭化水素置換基を有する安息香酸、長鎖炭化水素置換基を有するフタル酸（オルト、メタおよびパラ位を含む）、長鎖炭化水素置換基を有するアニリン、長鎖炭化水素置換基を有するベンゼンジアミン（オルト、メタおよびパラ位を含む）などであり得る。
【００３９】
本発明の膨張性コーティング組成物において、炭素源の量は、膨張性コーティング組成物の総重量に対して、最大１８ｗｔ％、例えば、１０〜１８ｗｔ％、１１〜１７ｗｔ％、または１２〜１６ｗｔ％であり得る。あるいは、本発明のコーティング組成物中の炭素源の量は、１０、１１、１２、１３ｗｔ％〜１５、１６、１７、１８ｗｔ％であり得る。上記範囲の端値を任意に組み合わせて、本発明の膨張性コーティング組成物中の種々の炭素源の量を定義することができる。
【００４０】
長鎖ヒドロカルビル置換基を有する芳香族化合物は、カルダノールであり得る。カルダノールは、カシュー殻から抽出される有益な成分であり、これは例えば、以下の構造を有し得る。
【化１】
2020523467.tif 000002
【００４１】
現在、カルダノールは、コーティングの分野において、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂などを作製するためのフェノールを置き換えるまたは部分的に置き換えることができる。低粘度および多目的の新規の樹脂変性剤および加速剤として、カルダノールは、船舶の腐食防止および床材コーティングを含む用途にさかんに使用されている。カルダノールは低毒性、低揮発性および明色などの利点を有し、天然源に由来するため、カルダノールは望ましい再現可能な非食品材料であり、したがって幅広く有用な見通しがある。本発明の発明者らは、驚くべきことに、カルダノールを本発明の膨張性コーティングの炭素源として使用した場合、得られる膨張性コーティングは、優れた耐火特性を達成し得、同時に低温を受けた後にこれらの必要な特性を維持することができることを見出した。
【００４２】
本発明において有用な多くのカルダノール市販製品が存在する。代表的な市販製品としては、Ｃａｒｄｏｌｉｔｅ  Ｃｏｒｐ．から市販されているＣａｒｄｏｌｉｔｅ  ＮＸ−４７０８およびＨＤＳＧ  Ｂｅｉｊｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．製のカルダノール製品などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４３】
本発明の膨張性コーティング組成物において、カルダノールの量は、膨張性コーティング組成物の総重量に対して、最大１８ｗｔ％、例えば、１０〜１８ｗｔ％、１１〜１７ｗｔ％、または１２〜１６ｗｔ％であり得る。あるいは、本発明のコーティング組成物中のカルダノールの量は、１０、１１、１２、１３ｗｔ％〜１５、１６、１７、１８ｗｔ％であり得る。上記範囲の端値を任意に組み合わせて、本発明の膨張性コーティング組成物中のカルダノールの量を定義することができる。
【００４４】
本発明において有用な別の例示的な炭素源は、トール油脂肪酸（ＴＯＦＡ）である。ＴＯＦＡは、主に、オレイン酸、リノール酸およびそれらの異性体の混合物である。これは、水に不溶性であるが、ジエチルエーテルおよびエタノールには可溶性である。トール油脂肪酸のグレードは、主に、ロジン酸および不鹸化物の量、色ならびに色安定性で決定される。ＴＯＦＡは、製紙プロセスで使用される木材に由来し、ここで脂肪酸およびロジン酸は硬石鹸の形態でベース液に溶解されて、「黒色液体石鹸」が得られ、これは、酸でさらに処理されて粗製トール油脂肪酸が得られる。粗製トール油脂肪酸は、さらなる蒸留などにより精製トール油脂肪酸に変換され得る。
【００４５】
本発明において有用なトール油脂肪酸の多くの市販製品が存在する。代表的な市販製品としては、Ａｒｉｚｏｎａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．から市販されている、ＳＹＬＦＡＴ（商標）２、ＳＹＬＦＡＴ（商標）２Ｃ、ＳＹＬＦＡＴ（商標）ＦＡ１およびＳＹＬＦＡＴ（商標）ＦＡ２を含むＳＹＬＦＡＴ（商標）シリーズなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００４６】
本発明の膨張性コーティング組成物において、トール油脂肪酸の量は、膨張性コーティング組成物の総重量に対して、最大１８ｗｔ％、例えば、１０〜１８ｗｔ％、１１〜１７ｗｔ％、または１２〜１６ｗｔ％である。あるいは、本発明のコーティング組成物中のトール油脂肪酸の量は、１０、１１、１２、１３ｗｔ％〜１５、１６、１７、１８ｗｔ％である。上記範囲の端値を任意に組み合わせて、本発明の膨張性コーティング組成物中のトール油脂肪酸の量を定義することができる。
【００４７】
本発明の膨張性コーティング組成物は、膨張剤（発泡剤としても公知）を含む。膨張剤は、炎または熱に曝露された場合、不燃性ガス、一般に窒素を発生する。発生したガスは、炭素源由来のチャーを膨張させ、泡状保護層が形成される。本発明において有用な膨張剤としては、メラミンおよびホウ素含有化合物が挙げられるが、これらに限定されない。
【００４８】
本発明において有用なメラミン膨張剤としては、メラミンおよびメラミン誘導体が挙げられるが、これらに限定されない。メラミン誘導体は、当技術分野で周知であり、例えば、メラミンの塩、例えば、メラミンシアヌレート、メラミンホルムアルデヒド、ヒドロキシメチル化メラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン（hexmethoxymethyl  melamine）、モノリン酸メラミン（melamine  monophosphorate）、ジ（リン酸メラミン）（di(melamine  phosphorate)）、二価リン酸メラミンなどを挙げることができる。
【００４９】
本発明において膨張剤として有用なホウ素含有化合物としては、ホウ酸およびホウ酸塩、例えば、五ホウ酸アンモニウム、ホウ酸亜鉛、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸リチウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸マグネシウムおよびホウケイ酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５０】
本発明の膨張性コーティング組成物において、膨張剤の量は、膨張性コーティング組成物の総重量に対して、典型的には５〜３０ｗｔ％、例えば、５〜２０ｗｔ％、５〜１５ｗｔ％、または５〜１０ｗｔ％である。あるいは、本発明のコーティング組成物中の膨張剤の量は、５、６、７、８、９または１０ｗｔ％〜１５、１６、１７、１８、１９または２０ｗｔ％であり得る。上記範囲の端値を任意に組み合わせて、本発明の膨張性コーティング組成物中の膨張剤の量を定義することができる。
【００５１】
本発明の膨張性コーティング組成物は、酸源を含む。酸源は、本発明のコーティングが炎または熱に曝露された場合、酸（単数または複数）を発生する。好適な酸源としては、リン含有酸源および硫黄含有酸源が挙げられるが、これらに限定されない。リン含有酸源は、リン酸塩、例えば、リン酸ナトリウム、リン酸カリウムまたはリン酸アンモニウム、ポリリン酸（polyphosphorate）アンモニウム（ＡＰＰ）、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸トリクロロエチル（ＴＣＥＰ）、リン酸トリクロロプロピル（ＴＣＰＰ）、ピロリン酸（pyrophosphorate）アンモニウム、リン酸トリフェニルなどを含む。硫黄含有酸源は、スルホン酸塩、例えば、スルホン酸ナトリウム、スルホン酸カリウムまたはスルホン酸アンモニウム、パラトルエンスルホン酸、硫酸塩、例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カリウムまたは硫酸アンモニウムを含む。
【００５２】
本発明の膨張性コーティング組成物において、酸源の量は、膨張性コーティング組成物の総重量に対して、典型的には５〜３０ｗｔ％、例えば、５〜２５ｗｔ％、５〜２０ｗｔ％、または５〜１５ｗｔ％である。あるいは、本発明のコーティング組成物中の酸源の量は、５、６、７、８、９または１０ｗｔ％〜１５、１６、１７、１８、１９、２０ｗｔ％であり得る。上記範囲の端値を任意に組み合わせて、本発明の膨張性コーティング組成物中の種々の酸源の量を定義することができる。
【００５３】
あるいはまたはさらに、ホウ素含有化合物は、本発明の膨張性コーティング組成物中の膨張剤および酸源の両方として機能し得る。この場合、ホウ素含有化合物の量は、膨張性コーティング組成物の総重量に対して、典型的には１０〜６０ｗｔ％、例えば、１０〜４０ｗｔ％、１０〜３０ｗｔ％、または１０〜２０ｗｔ％である。あるいは、本発明のコーティング組成物中のホウ素含有化合物の量は、１０、１１、１２、１３、１４または１５ｗｔ％〜２５、２６、２７、２８、２９または３０ｗｔ％であり得る。上記範囲の端値を任意に組み合わせて、本発明の膨張性コーティング組成物中のホウ素含有化合物の量を定義することができる。例えば、五ホウ酸アンモニウムは、加熱されると、酸源（ホウ酸）に寄与し得、また炭化プロセスにも寄与し得る。
【００５４】
本発明の膨張性コーティング組成物は、強化繊維のうちの１種または複数種を含む。本発明の膨張性コーティング組成物において有用な繊維としては、無機繊維および有機繊維が挙げられるが、これらに限定されない。典型的な無機繊維としては、カーバイド繊維、例えば、炭化ホウ素繊維、炭化ケイ素繊維、炭化ニオブ繊維など；窒化物繊維、例えば、窒化ケイ素繊維；ホウ素含有繊維、例えば、ホウ素繊維、ホウ化物繊維；ケイ素含有繊維、例えば、ケイ素繊維、アルミナ−ホウ素−シリカ繊維、Ｅガラス（無アルカリホウ酸アルミニウム）繊維、Ｃガラス（無アルカリまたは低アルカリソーダ石灰−ホウケイ酸アルミニウム）繊維、Ａガラス（アルカリ−ソーダ石灰−ケイ酸塩）繊維、Ｓガラス繊維、無機ガラス繊維、石英繊維などが挙げられる。ガラス繊維は、Ｅガラス繊維、Ｃガラス繊維、Ａガラス繊維、Ｓガラス繊維などを含み得る。
【００５５】
有用な無機繊維としてはまた、セラミック繊維が挙げられる。セラミック繊維はまた、それらの主成分の１つがアルミナであることからケイ酸アルミニウム繊維としても公知であり、逆にアルミナはセラミックの主成分であり、したがってそれらはセラミック繊維と呼ばれる。酸化ジルコニウムまたは酸化クロムの添加により、セラミック繊維の使用温度をさらに上昇させることができる。セラミック繊維は、軽量、高温耐性、良好な熱安定性および低い熱伝導率を有し、高温、高圧および／または浸食を含む種々の環境で使用することができる。
【００５６】
有用な無機繊維としてはまた、バサルト繊維が挙げられる。バサルト繊維は、１４５０℃〜１５００℃での溶融時に白金−ロジウム合金ワイヤーのドレーンボードを通して素早く延伸することによって作製された玄武岩の連続繊維であり、それらは、Ｓガラス繊維に匹敵する高強度を有する。
【００５７】
本発明の膨張性コーティング組成物において、強化繊維の量は、膨張性コーティング組成物の総重量に対して、典型的には最大５ｗｔ％、例えば、最大４ｗｔ％、最大３ｗｔ％、または最大２ｗｔ％である。あるいは、本発明のコーティング組成物中の強化繊維の量は、１または２ｗｔ％〜３、４または５ｗｔ％であり得る。上記範囲の端値を任意に組み合わせて、本発明の膨張性コーティング組成物中の様々な強化繊維の量を定義することができる。
【００５８】
本発明の膨張性コーティング組成物は、無機添加剤のうちの１種または複数種を含む。無機添加剤は、ＡＰＢ、ＺＢ、アルミナ、酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムおよび無機ホウ素化合物を含むがこれらに限定されない。本発明において有用な無機ホウ素化合物は、ホウ酸およびホウ酸塩、例えば、五ホウ酸アンモニウム、ホウ酸亜鉛、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸リチウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸マグネシウムおよびホウケイ酸塩を含むが、これらに限定されない。
【００５９】
本発明の膨張性コーティング組成物において、無機添加剤の量は、膨張性コーティング組成物の総重量に対して、典型的には１５ｗｔ％〜４０ｗｔ％、例えば、１５ｗｔ％〜３５ｗｔ％、１５ｗｔ％〜３０ｗｔ％、または１５ｗｔ％〜２５ｗｔ％である。あるいは、本発明のコーティング組成物中の無機添加剤の量は、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３または２４ｗｔ％〜３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９または４０ｗｔ％であり得る。上記範囲の端値を任意に組み合わせて、本発明の膨張性コーティング組成物中の無機添加剤の量を定義することができる。
【００６０】
本発明の膨張性コーティング組成物は、さらなる１種または複数種の必要に応じた成分および／または添加剤、例えば、溶媒、他の硬化触媒、顔料または他の着色剤、強化剤、チキソトロープ剤、促進剤、界面活性剤、可塑剤、増量剤、安定剤、腐食抑制剤、希釈剤、ヒンダードアミン光安定剤、ＵＶ光吸収剤、接着促進剤および酸化防止剤をさらに含み得る。あるいは、上記の成分および／または添加剤を使用して、本発明の膨張性コーティング組成物中に含まれる、本発明の膨張性コーティング組成物中の他の構成成分との混合物を形成することもできる。
【００６１】
本発明の膨張性コーティング組成物は、当業者に周知の任意の方法により調製することができる。本発明のコーティング組成物を調製するための方法において、上記の構成成分は所望の比で混合することができる。一実施形態では、上記の構成成分は、容器に順次添加され、次いで、均一になるまで撹拌される。構成成分の添加順序に特定の制限はない。
【００６２】
本発明はまた、膨張性多成分コーティング製品に関し、本発明の膨張性多成分コーティング製品は、パートＡ）およびパートＢ）を含み、パートＡ）は、ポリマーおよび酸源を含み、パートＢ）は、硬化剤および発泡剤を含み、膨張性多成分コーティング製品は、パートＡ）および／またはパートＢ）中に存在する炭素源、パートＡ）および／またはパートＢ）中に存在する強化繊維、パートＡ）および／またはパートＢ）中に存在する無機添加剤をさらに含む。上で示される構成成分の各々についての記載および例示はまた、本発明の膨張性多成分コーティング製品中の構成成分の各々に当てはまる。例えば、本発明の膨張性コーティング組成物中の構成成分の各々の上で述べられた量はまた、本発明の膨張性多成分コーティング製品中の対応する構成成分にも当てはまるが、基準は組合せ製品の総重量である。当技術分野で公知の通り、この組合せ製品は、２成分または「２Ｋ」コーティングと呼ばれることがある。しかしながら、本発明の膨張性多成分コーティング製品は、パートＡ）およびパートＢ）のみ含むとは限定されず、それは、他の構成成分を含むさらなる１つまたは複数のパートをさらに含み得る。
【００６３】
必要に応じて、本発明の膨張性多成分コーティング製品は、種々の必要に応じた成分および／または添加剤、例えば、溶媒、他の硬化触媒、顔料または他の着色剤、強化剤、チキソトロープ剤、促進剤、界面活性剤、可塑剤、増量剤、安定剤、腐食抑制剤、希釈剤、ヒンダードアミン光安定剤、ＵＶ光吸収剤、接着促進剤および酸化防止剤をさらに含み得る。当業者は、これらの必要に応じた成分および／または添加剤が、パートＡ）および／またはパートＢ）、ならびに／あるいは本発明の膨張性多成分コーティング製品中のさらなる必要に応じた１つもしくは複数のパート中に存在し得ることを知り得る。
【００６４】
本発明のコーティング組成物および／または製品を塗布することによって得られる膨張性コーティングは、良好な耐低温特性を有し、同時に優れた耐火特性を有し得る。さらに、本発明のコーティング組成物および／または製品を塗布することによって得られるコーティングはまた、良好な耐候性を有し得、ＮＯＲＳＯＫ  Ｍ５０１の要件に合うように単独で、すなわち、いずれのトップコートの添加もなしに使用することができる。
【００６５】
本発明は、コーティングされた基材にさらに関し、基材は、少なくとも１つのコーティング可能表面および本発明の膨張性コーティング組成物を含み、ならびに／または本発明の膨張性多成分コーティング製品は、基材の少なくとも１つの表面に塗布される。
【００６６】
好適な基材としては、剛体金属基材、例えば、鉄金属、アルミニウム、アルミニウム合金、銅ならびに他の金属および合金基材が挙げられる。本発明の実施において使用される鉄金属基材は、鉄、鋼およびこれらの合金を含み得る。有用な鋼材料の非限定例としては、冷間圧延鋼、亜鉛めっき（亜鉛コーティング）鋼、電気亜鉛めっき鋼、ステンレス鋼、酸洗鋼、亜鉛−鉄合金、例えば、ＧＡＬＶＡＮＮＥＡＬ、およびこれらの組合せが挙げられる。鉄金属および非鉄金属の組合せまたは複合材もまた使用することができる。本発明による基材は、プラスチック複合材またはガラスファイバー複合材などの複合材料も含み得る。
【００６７】
基材の表面上に任意のコーティング組成物を堆積する前に、表面を徹底的に洗浄および脱脂洗浄することによって、表面から異物を除去することが、必須ではないが一般的な実施である。そのような洗浄は、典型的には、基材を最終使用形状に形成（打抜加工、溶接など）した後に行われる。基材の表面は、物理的または化学的方法、例えば、表面を機械により研磨する、またはメタケイ酸ナトリウムおよび水酸化ナトリウムなどの当業者に周知の市販のアルカリ性もしくは酸性洗浄剤を用いて洗浄／脱脂洗浄することによって洗浄することができる。洗浄剤の非限定例は、ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されているアルカリ性洗剤であるＣＨＥＭＫＬＥＥＮ  １６３である。
【００６８】
洗浄ステップに続いて、残留物を除去するために、基材を、脱イオン水、溶媒またはすすぎ剤の水溶液ですすぐことができる。基材は、例えば、空気ナイフを使用することによってか、基材を短時間高温に曝露することによって水切りすることによってか、または基材を、スクイージーロール間を通過させることによって、風乾することができる。
【００６９】
基材は、洗浄された素地であってもよく、基材は、１種もしくは複数種の予備処理組成物で予備処理され、および／または電着塗装、噴霧、ディップコーティング、ロールコーティング、カーテンコーティングなどを含むがこれらに限定されない任意の方法で塗布された１種もしくは複数種のコーティング組成物、下塗り、トップコートなどで下塗りされて油性であってもよい。
【００７０】
本発明はまた、本発明のコーティング組成物またはコーティング組合せ製品を塗布するための方法に関する。本発明のコーティング組成物を使用する方法は、構成成分ａ）〜ｇ）を混合して、コーティング混合物を得るステップ、および次いで、コーティング混合物を基材に塗布するステップを含む。本発明のコーティング組合せ製品を使用するための方法は、パートＡ）およびパートＢ）を混合して、コーティング混合物を得るステップ、ならびに次いで、コーティング混合物を基材に塗布するステップを含む。
【００７１】
本発明のコーティング組成物は、噴霧（spaying）コーティング、ディップコーティング／含浸、ブラシコーティングまたはフローコーティングを含む多数の方法のうちの１種または複数種によって、ただし最も多くの場合、噴霧コーティングによって、基材に塗布することができる。一般的な噴霧コーティング技術およびデバイス、ならびに空気噴霧コーティングおよび静電噴霧コーティングのための手動または自動の方法を使用することができる。コーティング層は、典型的には、０．１〜２０ｍｍ、例えば、０．５〜２０ｍｍ、０．５〜１８ｍｍ、または０．８〜１６ｍｍの膜厚を有する。あるいは、本発明のコーティング組成物は、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８または０．９ｍｍ〜１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９または２０ｍｍのコーティング厚を有し得る。あるいは、本発明のコーティング組成物は、１、２、３、４、５または６ｍｍ〜１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９または２０ｍｍのコーティング厚を有し得る。上記範囲の端値を任意に組み合わせて、本発明の膨張性コーティング組成物の、それらが塗布されたコーティング基材上でのコーティング厚を定義することができる。
【００７２】
本発明はまた、膨張性コーティング組成物の耐低温特性の改善における、上で議論した通りの炭素源の使用に関する。
耐火特性試験
【００７３】
本発明の膨張性コーティング組成物の耐火特性試験を、以下の通り実施した。本発明の膨張性コーティング組成物を基材に塗布し、次いで、室温で２４〜４８時間硬化した。次に、本発明の膨張性コーティング組成物によって形成したコーティングを、規格の全内容が、参照により本明細書に組み込まれるＵＬ  １７０９規格の加熱硬化に従う耐火試験にかけた。
【００７４】
以下の実施例は、種々の本発明を例示することを意図するが、どのようにも本発明を限定すると解釈されるべきではない。
【実施例】
【００７５】
膨張性コーティング組成物の調製：
本発明の膨張性コーティング組成物および比較膨張性コーティング組成物を、以下の表１に列挙する構成成分および重量によってビーカー中でそれぞれ調合した。試料１は、比較膨張性コーティング組成物であり、試料２および３は、本発明の膨張性コーティング組成物である。
【表１】
2020523467.tif 000003
低温クラック抵抗特性試験：
【００７６】
長さ４００ｍｍ、幅１２０ｍｍ、高さ１２０ｍｍおよび厚さ３．５ｍｍのＴ形鋼を試験片として使用した。Ｔ形鋼の表面を砂吹きし、エポキシジンクリッチプライマーでコーティングした。次いで、上で調製した通りの膨張性コーティングの試料１〜３、ならびに市販製品１（Ｃｈａｒｔｅｋ  １７０９）、２（Ｃｈａｒｔｅｋ  ７）および３（Ｊｏｔａｃｈａｒ  ７５０）（各それぞれ、ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ、ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ、Ｊｏｔｕｎ製）をそれぞれ、膜厚１５ｍｍでＴ形鋼の表面上にコーティングした。こうして調製されたＴ形鋼を、硬化するために室温で２４時間、次いで６０℃で４時間静置した。次いで、試験片を４０サイクルの以下の凍結サイクルにかけた：冷蔵庫中−２０℃１２時間、次いで、冷蔵庫から取り出し、直ちに４０℃のオーブンに１２時間入れる。
【００７７】
各サイクルの後、コーティングされた試料の各々の表面の状態を目視により観察し、各コーティングされた試料について、コーティングのクラックおよび／または基材からの剥離が見られる前に受けたサイクル数を記録し、結果を以下の表２に報告した。合格は、４０サイクル後に塗膜のクラッキングおよび基材からの剥離がなかったことを意味する。サイクル数が４０回として報告された場合、コーティングされた試料が、コーティングのクラッキングおよび／または基材からの剥離なしに既に４０回の凍結サイクルを受け、この時点で試験を終えたことを意味することに留意されたい。
【表２】
2020523467.tif 000004
【００７８】
上記の結果は、本発明の膨張性コーティング組成物が、予想外に優れた耐低温特性を有し、少なくとも４０回の凍結サイクルを受けることができることを示している。
耐プール火炎特性試験
燃焼試験
【００７９】
上記の調製した膨張性コーティング試料１〜３を、膜厚３ｍｍで、２フィートＷ１０Ｘ４９鋼上にコーティングし、室温で４８時間硬化し、次いで、燃焼試験にかけた。プール火炎試験を、ＵＬ１７０９の加熱曲線によって試料に対して実施した。鋼温度が５３８℃に達したとき、経過時間を記録し、結果を以下の表３に保護時間として報告した。
【表３】
2020523467.tif 000005
【００８０】
上記の表３に報告される結果によると、本発明の膨張性コーティング組成物は、従来技術の膨張性コーティングに匹敵するかたまたはより良好でさえある耐火特性を有する。
【００８１】
本発明の特定の実施形態を例示の目的で、上で記載しているが、本発明の細部の多数の変形例が、添付の特許請求の範囲において定義される通りの本発明の範囲から逸脱することなくなされ得ることが当業者には明らかであろう。
【国際調査報告】
2020523467.tif 000006
2020523467.tif 000007