耐火材料和用于获得耐火材料的方法技术

本发明专利技术提供了通过使合成材料与包含硼酸和硼酸盐的阻燃组合物接触增加所述材料的耐火性的方法，所述阻燃组合物不含羧甲基纤维素；增加的耐火性的合成材料；阻燃组合物和用于制备阻燃组合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术通常涉及阻燃组合物的领域和这种组合物在耐火材料和产品的制造中的用途。具体地讲，本专利技术涉及可用于改进合成材料的耐火性的阻燃组合物。专利技术背景每年，火灾导致全世界生命和财产的显著损失，且对社会造成重大影响和耗费。为了抗击火灾相关的损失，已经研发了阻燃材料，例如可应用到可燃对象以降低可燃性或延迟火在其表面上蔓延的化学品。例如，在作为WO 99/13022公布的申请PCT/FI98/00698号中，描述了含有硼酸(H3BO3)、硼砂(Na2B4O7.10H2O或Na2B4O7.5H2O)、羧甲基纤维素(CMC)和水的阻燃剂。据称羧甲基纤维素是避免硼酸和硼砂结晶所必需的，并且还据称其结合在产品内及在其表面上的保护剂。在所述申请中，可防火的对象主要是木质材料或纤维质材料。然而，当前，合成材料，例如不同的热塑性和热弹性树脂，在各种家具、服装、电气和电子设备及建筑的领域以及交通工具例如汽车、飞机、航天器、船舶中(仅举出几例)以不断增加的比例使用。这种材料应该合适地具有适合其预定用途的耐火性。在例如塑料的材料中使用的最常见的阻燃剂为有机卤代化合物，特别是溴代化合物。然而，这种化合物例如通过生物积累引起的对健康和环境的影响带来一些忧虑。专利技术概述本专利技术的一个目的在于提供用于增加合成材料的耐火性的阻燃组合物。本专利技术的又一目的在于提供可在合成材料加工成制造产品期间直接混合到合成材料中的阻燃组合物。本专利技术再一目的在于提供不仅可与水基流体材料混合，而且可与油基流体材料例如可聚合的组合物、可固化的聚合组合物、油漆、清漆等混合的阻燃组合物。本专利技术的另一目的在于提供阻燃组合物和增加合成材料例如塑性材料的耐火性的方法，从而对健康和环境的影响降低。因此，一方面，本专利技术涉及通过使材料与包含硼酸和硼酸盐的阻燃组合物接触增加所述合成材料中的耐火性的方法。另一方面，本专利技术涉及改进的耐火性的合成材料和包含这种材料的产品。另一方面，本专利技术涉及通过使产品与包含硼酸和硼酸盐的阻燃组合物接触制造由合成材料制得的产品的方法。另一方面，本专利技术涉及用于制备阻燃组合物的方法，其包括混合硼酸和硼酸盐及任选地用于所述硼酸和所述硼酸盐的液体媒剂。再一方面，本专利技术涉及包含任选地溶解于液体媒剂中的硼酸和硼酸盐的混合物的阻燃组合物。本专利技术的其他方面、目的和优势将自以下描述而显而易见，其中一些实施方案在实施例中说明。专利技术详述本文使用的术语“合成材料”在其最广泛意义上是指与木材不同并且与纤维质产品例如纸张或纸板不同的材料。更具体地讲，根据本专利技术的合成材料为合成聚合物、热固性塑料、热塑性弹性体、油漆、清漆、橡胶、编织纤维、非编织纤维、胶、泡沫体、碳纤维、玻璃纤维或胶衣。一般而言，所述合成材料包括聚合树脂。例如，可根据本专利技术处理的合成聚合材料可选自各种树脂，例如聚酯、环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、高密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、高冲击聚苯乙烯、聚酰胺、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚乙烯/丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚碳酸酯、聚碳酸酯/丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚氨酯、三聚氰胺甲醛、苯酚甲醛、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、芳酰胺、聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、脲醛等。在一些实施方案中，待根据本专利技术处理的材料为聚合物，即有机或无机聚合物。本文使用的术语“耐火性”是指当材料暴露于高温时材料抵抗燃烧的能力(即滞燃)和/或材料借助于在其灼烧时发生的物理化学反应使火焰自熄的能力(即抑火)。当提到通过本专利技术的阻燃组合物处理的材料时，术语“改进的耐火性”或“增加的耐火性”是指，与在用本专利技术的阻燃组合物处理之前相比，在用本专利技术的阻燃组合物处理之后材料的耐火性。本文使用的术语“阻燃组合物”(或滞燃组合物)是指具有增加材料的耐火性的能力的组合物，其例如通过材料的表面处理、材料浸渍或通过与材料或材料的前体(例如可固化树脂)混合而与材料接触。术语“流态”是指具有足够流动性以在其中阻燃组合物与材料混合的那些实施方案中允许混合阻燃组合物的材料状态。处于流态的材料的实例有(未硬化的)树脂，例如环氧树脂、聚氨酯或聚酯树脂。活性成分根据本专利技术的阻燃组合物包含作为活性成分的包含化学式H3BO3的硼酸(CAS号10043-35-3)和硼酸盐的混合物。所述硼酸盐可为任何硼酸盐，但优选为硼砂，也称作硼酸钠、四硼酸钠或四硼酸二钠。就本专利技术的目的而言，且除非另外说明或从上下文中显而易见，否则术语“硼砂”可互换地指无水盐Na2B4O7；其五水合物，即Na2B4O7·5H2O(CAS号12179-04-3)；或其十水合物，即Na2B4O7·10H2O (或Na2[B4O5(OH)4]·8H2O)(CAS号1330-43-4)；或任何这些物质的混合物。在一些实施方案中，所述硼酸盐为五水合物和/或十水合物形式、尤其是十水合物形式的硼砂。硼酸和硼酸盐组分可以例如提供1:20-20:1、例如1:10-10:1、例如1:5-5:1或1:4-4:1或1:3-3:1或1:2-2:1的酸:盐的重量比、例如1:1的比率的量存在。在一些实施方案中，硼酸和硼酸盐之间的重量比为1:1-1:20，例如1:1-1:10，或1:1-1:5，或1:1-1:4，尤其是1:1-1:3或1:1-1:2。在一些实施方案中，硼酸和硼酸盐之间的重量比低于1:1，即，其为1:2-1:20，例如1:2-1:10，或1:2-1:5，或1:2-1:4，尤其是1:2-1:3。在一些实施方案中，硼酸和硼酸盐之间的重量比高于1:1，例如其为2:1-20:1，例如2:1-10:1，或2:1-5:1，或2:1-4:1，尤其是2:1-3:1。在一些实施方案中，所述活性成分以如上文指示的重量比由硼酸和Na2B4O7·5H2O构成。在一些实施方案中，所述活性成分以如上文指示的重量比由硼酸和Na2B4O7·10H2O构成。阻燃组合物本专利技术的阻燃组合物含有只作为强制性组分的如上文定义的活性成分。在一些实施方案中，所述阻燃组合物以包含如上文定义的活性成分的干燥粉末或颗粒的形式提供。所述粉末或颗粒可通过将干燥的成分简单地组合在一起且如果需要，则在例如球磨机的研磨设备中研磨来获得。因此，在一些实施方案中，所述阻燃组合物为硼酸和硼酸盐的紧密混合物，例如这两种组分的粉末混合物，其中没有另外的成分。在一些实施方案中，所述阻燃组合物还包含用于所述活性成分的液体媒剂。所述液体媒剂例如可包括水或有机溶剂，例如丙酮或醇，例如甘油、乙二醇、甲醇、乙醇或丙醇；或任何这些的混合物。在一些实施方案中，所述液体媒剂为水或水性的。在一些其他的实施方案中，所述液体媒剂为有机溶剂，例如醇，例如甘油、乙二醇、甲醇、乙醇或丙醇，例如甘油或乙二醇。在一些实施方案中，所述液体媒剂为甘油。在一些其他的实施方案中，所述液体媒剂为乙二醇。在一些实施方案中，所述硼酸-硼酸盐混合物(活性成分)构成所述阻燃组合物的至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少97%或至少99%，或甚至所述阻燃组合物的100%，由此剩余重量百分数任选地仅由液体媒剂构成。然而，在其中使用液体媒剂的实施方案中，与液体媒剂混合的活性成分的量通常达到提供包含以下物质的液体组合物的本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过使合成材料与包含硼酸和硼酸盐的阻燃组合物接触增加所述材料的耐火性的方法，条件是所述阻燃组合物不含羧甲基纤维素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.17 EP 13189180.61.通过使合成材料与包含硼酸和硼酸盐的阻燃组合物接触增加所述材料的耐火性的方法，条件是所述阻燃组合物不含羧甲基纤维素。2.权利要求1的方法，其中所述硼酸盐为硼砂。3.权利要求2的方法，其中所述硼酸盐选自Na2B4O7·5H2O和Na2B4O7·10H2O。4.权利要求1-3中任一项的方法，其中所述阻燃组合物包含用于所述硼酸和硼酸盐的液体媒剂。5.权利要求4的方法，其中所述液体媒剂为水或一种或多种有机溶剂或其混合物。6.权利要求1-3中任一项的方法，其中所述阻燃组合物为粉末或颗粒。7.权利要求1-6中任一项的方法，其中所述合成材料为聚合材料。8.权利要求1-7中任一项的方法，其中所述合成材料为...

【专利技术属性】
技术研发人员：H维克伦德，S维克伦德，J维克伦德，
申请(专利权)人：AB午夜控股公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI