Образующая изоляционный слой композиция и ее применение

Образующая изоляционный слой композиция и ее применение

Реферат

Настоящее изобретение касается образующей изоляционный слой композиции, в частности, композиции со свойствами вспучивания, которая содержит связующее средство на эпокси-тиоловой основе, а также ее применения для противопожарной защиты, особенно для покрытий строительных элементов, таких как опоры, несущие балки или балки решетчатых конструкций, для повышения времени сопротивления огню.

Образующие изоляционный слой композиции, также называемые вспучивающимися композициями, обычно для образования покрытий наносятся на поверхность строительных элементов, чтобы защитить эти элементы от огня или от значительного воздействия высоких температур, например, вследствие пожара. Стальные конструкции пока что являются жесткими компонентами современной архитектуры, несмотря на то, что они обладают решающим недостатком в сравнении со строительством из железобетона. Выше примерно 500°C способность стали нести нагрузку падает примерно на 50%, то есть сталь теряет свою устойчивость и свою несущую способность. Эта температура, в зависимости от нагрузки на несущую конструкцию при пожаре, может достигаться, например, при непосредственном огневом воздействии (примерно 1000°C), уже спустя примерно 5-10 минут, что часто приводит к потере конструкцией несущей способности. Так, назначением противопожарной защиты, в частности, противопожарной защиты стали, является в случае пожара как можно дальше оттянуть момент времени до потери стальной конструкцией несущей способности для спасения жизни людей и ценных вещей.

В строительных правилах многих стран для этого предусматриваются соответствующие пределы огнестойкости для определенных строительных конструкций из стали. Они определяются через так называемые F-классы, такие как F 30, F 60, F 90 (классы огнестойкости согласно стандарту DIN 4102-2) или американские классы согласно стандарту ASTM и т.д. При этом в соответствии со стандартом DIN 4102-2, например, F 30, обозначает, что несущая стальная конструкция в случае пожара при стандартных условиях должна выдерживать огонь по меньшей мере 30 минут. Обычно это достигается путем того, что замедляется скорость нагрева стали, например, в результате покрывания стальной конструкции образующими изоляционный слой покрытиями. При этом речь идет о покраске, компоненты которой в случае пожара вспениваются с образованием твердой микропористой углеродной пены. При этом образуется мелкопористый и толстый слой пены, так называемая зольная корка, которая, в зависимости от состава, является весьма теплоизолирующей и, таким образом, замедляет нагревание строительного элемента, так что критическая температура, составляющая примерно 500°C, достигается не раньше чем через 30, 60, 90, 120 минут или вплоть до 240 минут. Существенным для огнестойкости, которая может достигаться, всегда является нанесенная толщина слоя покрытия или соответственно получающейся из него зольной корки. Закрытые профили, такие как трубы, при сравнимой массивности нуждаются примерно в двойном количестве по сравнению с открытыми профилями, такими как несущие балки с двойным Т-образным профилем. Для того чтобы соблюдались требуемые пределы огнестойкости, покрытия должны иметь определенную толщину и способность образовывать при воздействии высокой температуры как можно более объемную и тем самым хорошо изолирующую зольную корку, которая на протяжении времени воздействия огня остается механически устойчивой.

Для этого в уровне техники существуют различные системы. В основном, проводят различие между 100%-ными системами и системами на основе растворителя или соответственно воды. В случае систем на основе растворителя или соответственно воды связующие вещества, в большинстве случаев смолы, в виде раствора, дисперсии или эмульсии наносятся на строительный элемент. Эти системы могут выполняться как одно- или многокомпонентные системы. После нанесения растворитель или соответственно вода улетучивается и оставляет после себя пленку, которая со временем высыхает. Кроме того, при этом можно проводить различие между такими системами, у которых в процессе высыхания покрытие в основном более не изменяется, и такими системами, у которых после испарения связующее средство первоначально отверждается в результате реакций окисления и полимеризации, что индуцируется, например, при помощи кислорода воздуха. 100%-ные системы содержат компоненты связующего средства без растворителя или соответственно воды. Они наносятся на строительный элемент, причем «сушка» покрытия осуществляется исключительно в результате реакции компонентов связующего средства друг с другом.

Системы на основе растворителя или воды обладают тем недостатком, что время сушки, также называемое временем отверждения, является продолжительным, и к тому же, должны наноситься несколько слоев, следовательно, необходимы несколько рабочих операций, чтобы достичь требуемой толщины слоя. Поскольку каждый отдельный слой перед нанесением следующего слоя должен быть высушен соответствующим образом, это приводит, с одной стороны, к высоким затратам рабочего времени и в соответствии с этим к высокой стоимости и к затягиванию при окончательной доделке сооружения, поскольку в зависимости от климатических условий отчасти пропадают несколько дней, пока требуемая толщина слоя не будет нанесена. Недостатком также является то, что из-за требуемой толщины слоя покрытие в процессе сушки или при воздействии высокой температуры может иметь склонность к образованию трещин и к отслаиванию, в результате чего в худшем случае частично обнажается нижнее основание, особенно в случае систем, у которых связующее средство не отверждается дополнительно после испарения растворителя или соответственно воды.

Чтобы обойти эти недостатки, были разработаны двух- или многокомпонентные системы на эпоксидно-аминовой основе, которые обходятся почти без растворителя, так что отверждение в основном осуществляется быстрее, и к тому же за одну рабочую операцию могут наноситься более толстые слои, так что требуемая толщина слоя образуется существенно быстрее. Однако эти системы обладают тем недостатком, что связующее средство образует очень устойчивую и жесткую полимерную матрицу, зачастую имеющую высокую область размягчения, что препятствует образованию пены при помощи вещества, образующего пену. Поэтому должны наноситься толстые слои, чтобы получить достаточную толщину пены для изолирования. В свою очередь, это является недостатком, поскольку требуется много материала. Для того чтобы эти системы могли наноситься, часто требуются температуры переработки вплоть до +70°C, что делает применение этих систем трудоемким и дорогим при монтаже. Кроме того, некоторые из применяемых компонентов связующих средств являются токсичными или критичными иным образом (например, раздражающими, едкими), такие как, например, используемые в случае эпоксидно-аминовых систем амины или смеси аминов.

В области покрытий из немецкого патента DE 4141858 А1 известно, что используют простые диглицидиловые эфиры бисфенола А, которые удлинены с помощью димеркаптосоединений или меркаптокарбоновых кислот и бисфенола А, в качестве связующего средства, которое отверждается с помощью аминов. В результате этого могут составляться покрытия с высоким содержанием наполнителя. Правда, здесь также часто используются опасные соединения. Например, международная заявка WO 2012/082224 А1 описывает композицию, которая включает в себя по меньшей мере одно эпоксидное соединение, по меньшей мере одно политиоловое соединение в качестве отверждающего средства и по меньшей мере один катализатор. Получаемые, среди прочего в результате этого, покрытия имеют хорошую устойчивость к растворителям и твердую поверхность. Правда, противопожарное покрытие на этой основе, которое содержит противопожарные добавки, не известно. Кроме того, неизвестно, до какого объема могут содержаться противопожарные добавки и как себя ведет это покрытие при воздействии высокой температуры.

Следовательно, в основе изобретения лежит задача создать образующую изоляционный слой композицию для системы получения покрытия упомянутого в начале типа, которая избегает указанных недостатков, которая, в частности, не является основанной на растворителе или воде и обладает быстрым отверждением, благодаря соответственно подобранной вязкости может наноситься просто, а благодаря значительному вспучиванию, то есть образованию эффективного слоя зольной корки, требует лишь небольшой толщины слоя.

Эта задача решается с помощью композиции по пункту 1 Формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения можно взять из дополнительных пунктов Формулы изобретения.

В соответствии с этим, предметом изобретения является образующая изоляционный слоя композиция с компонентом A, который содержит по меньшей мере одну эпоксидную смолу, с компонентом B, который в качестве отверждающего средства содержит по меньшей мере одно тиоловое соединение, и с компонентом C, который содержит образующую изоляционный слой добавку.

Кроме того, композиция может содержать катализатор для реакции между эпоксидной смолой и тиоловым соединением, благодаря чему эта композиция становится достаточно быстро перерабатываемой и отверждаемой при низких температурах, например, комнатной температуре.

С помощью композиции согласно изобретению простым и быстрым способом могут наноситься покрытия с толщиной слоя, необходимой для соответствующего времени сопротивления огню. Преимущества, достигнутые с помощью изобретения, в основном можно увидеть в том, что свойственное системам на основе растворителя или воды продолжительное время отверждения может заметно укорачиваться, что значительно снижает время работы. Благодаря вязкости композиции, низкой в диапазоне нанесения, регулируемой с помощью подходящей системы загустителей, в отличие от эпоксидно-аминовых систем возможно нанесение без нагревания композиции, например, при помощи широко распространенного способа безвоздушного распыления.

Другое преимущество состоит в том, что в значительной мере можно отказаться от опасных для здоровья и обязательных для маркировки соединений, таких как, например, опасные аминовые соединения.

Благодаря более низкой, по сравнению с системами на эпоксидно-аминовой основе, области размягчения полимерной матрицы вспучивание с точки зрения скорости расширения является относительно высоким, так что даже с тонкими слоями достигается значительное изолирующее действие. В это вносит свой вклад также возможная высокая степень наполнения композиции противопожарными добавками, которая, среди прочего, также может достигаться благодаря тому, что композиция может производиться как двух- или многокомпонентная система. В соответствии с этим снижается расход материала, что благоприятно сказывается на стоимости материала, особенно в случае нанесения на большую площадь. Это достигается, в частности, при помощи использования реактивной системы, которая высушивается не физическим способом, а, следовательно, не претерпевает никакой потери объема в результате высыхания растворителя или, в случае систем на водной основе, воды, а отверждается нуклеофильно. Так, в случае классической системы является типичным содержание растворителя примерно 25%. Это означает, что из слоя толщиной 10 мм в виде собственно защитного слоя на основании, которое следует защитить, остается только 7,5 мм. В случае композиции согласно изобретению на основании, которое следует защитить, остаются более чем 96% покрытия. Кроме того, относительная устойчивость зольной корки является очень высокой благодаря благоприятной структуре образующейся в случае пожара пены.

По сравнению с системами на основе растворителя или воды, когда они наносятся без грунтового покрытия, композиции согласно изобретению показывают превосходное сцепление на различных металлических и неметаллических основаниях, а также превосходную когезию и ударную прочность.

Для лучшего понимания изобретения считаются целесообразными следующие пояснения применяемой в нем терминологии. Согласно изобретению:

- «мультифункциональный» означает, что соответствующее соединение содержит в каждой молекуле больше чем одну функциональную группу; в соответствии с этим, мультифункциональный в связи с эпоксисоединениями означает, что эти соединения содержат в каждой молекуле более одной эпоксидной группы, а применительно к тиол-функционализированным соединениям, что эти соединения содержат в одной молекуле по меньшей мере две тиоловые группы; общее число соответствующих функциональных групп представляет собой функциональность соответствующего соединения;

- «скелет» эпоксидной смолы или тиол-функционализированного соединения означает соответствующую другую часть молекулы, к которой могут быть присоединены функциональные эпоксидные или тиоловые группы;

- «химическое вспучивание» означает образование объемистого, изолирующего зольного слоя при помощи подобранных друг к другу соединений, которые под действием высокой температуры реагируют друг с другом;

- «физическое вспучивание» означает образование объемистого, изолирующего слоя в результате вспенивания соединения, которое при воздействии высокой температуры высвобождает газы, без того, чтобы между двумя соединениями происходила химическая реакция, благодаря чему объем соединения возрастает в разы от первоначального объема;

- «образующая изоляционный слой» означает, что в случае пожара возникает твердая микропористая угольная пена, так что образовавшийся мелкопористый и толстый слой пены, так называемая зольная корка, в зависимости от состава изолирует основание от нагрева;

- «источник углерода» представляет собой органическое соединение, которое в результате неполного сгорания оставляет после себя углеродный скелет и не полностью сгорает до диоксида углерода и воды (карбонизация); эти соединения также обозначаются как «вещества, образующие углеродный скелет»;

- «кислотообразователь» представляет собой соединение, которое при воздействии высокой температуры, то есть, выше примерно 150°C, например, в результате разложения, образует нелетучую кислоту и тем самым действует как катализатор для карбонизации; к тому же, он может содействовать снижению вязкости расплава связующего средства; равнозначно этому применяется термин «катализатор дегидрирования»;

- «вспенивающий агент» представляет собой соединение, которое при повышенной температуре разлагается с выделением инертного, то есть, не горючего газа, и при необходимости вспенивает размягченное связующее средство с образованием пены (вспучивание); этот термин применяется равнозначно с «газообразователем»;

- «стабилизатор зольной корки» представляет собой так называемое скелетообразующее соединение, которое стабилизирует углеродный скелет (зольную корку), которая образуется из совместного действия образования углерода из источника углерода и газа из вспенивающего агента, или физического вспучивания. При этом принципиальный механизм действия представляет собой то, что сами по себе очень мягкие образующиеся слои углерода механически упрочняются при помощи неорганических соединений. Добавление такого стабилизатора зольной корки способствует значительному стабилизированию вспученной корки в случае пожара, поскольку эти добавки повышают механическую прочность вспучивающегося слоя и/или предотвращают его стекание, благодаря чему поддерживается или усиливается изолирующее действие пены.

«Олигомер» представляет собой молекулу, имеющую от 2 до 5 повторяющихся структурных единиц, а «полимер» молекулу, имеющую 6 или более повторяющихся структурных единиц, и могут иметь структуры, которые являются линейными, разветвленными, звездообразными, спиральными, гиперразветвленными или сшитыми; полимеры могут иметь один вид повторяющихся структурных единиц («гомополимеры») или они могут иметь более одного вида повторяющихся структурных единиц («сополимеры»). Как применяется в данном случае, «смола» является синонимом полимера.

«Эпоксидная эквивалентная масса» обозначает то количество эпоксидной смолы в [г], которое имеет один эквивалент [экв.] эпоксидных функциональных групп и рассчитывается из молярной массы М в [г/моль], деленной на функциональность f в [экв./моль]; (ЭЭМ [г/экв.]).

Как правило, предполагается, что взаимодействие эпоксидной смолы с функциональностью, составляющей два, с тиоловым соединением, в частности, тиол-функционализированным соединением с функциональностью, равной двум, будет приводить к линейным молекулярным структурам. Часто должны получаться структуры, которые являются разветвленными и/или сшитыми, для чего, возможно, требуется применение по меньшей мере одного ингредиента с функциональностью больше двух. Следовательно, эпоксидная смола и/или тиоловое соединение, в частности, тиол-функционализированное соединение, предпочтительно является мультифункциональным, причем мультифункциональная эпоксидная смола или мультифункциональное тиоловое соединение, в частности, мультифункциональное тиол-функционализированное соединение, или оба, более предпочтительно имеют функциональность больше двух (>2).

В качестве эпоксидной смолы подходящими являются обычные в химии эпоксидов эпоксидные смолы. Эти смолы получаются известным образом, например, из окисления соответствующих олефинов или из реакции эпихлоргидрина с соответствующими полиолами, полифенолами или аминами. Основную касающуюся этого информацию и примеры эпоксидных смол можно взять из главы «Ероху Resins» издания Encyclopedia of Polymer Sciences and Technology, Vol. 9, Wiley-lnterscience, 2004. В качестве подходящих эпоксидных смол следует упомянуть, например, продукты реакции полигидроксисоединений, в частности, многоатомных фенолов или продуктов конденсации фенолов и альдегидов, с эпигалогидринами или их предшественниками, в частности:

a) продукты реакции эпихлоргидрина с бисфенолом А;

b) продукты реакции эпихлоргидрина с бисфенолом S;

c) эпокси-новолачные смолы на основе фенола или крезола;

d) ароматические глицидиламиновые смолы;

e) эпоксидные смолы без ароматических структурных единиц;

а также смеси двух или нескольких из эпоксидных смол такого типа в любом соотношении и с любой степенью чистоты.

В качестве эпоксидных смол особенно подходящими являются так называемые полиэпоксидные жидкие смолы, далее обозначаемые как «жидкие смолы». Эти смолы имеют температуру стеклования, которая обычно лежит ниже 25°C, в отличие от так называемых твердых смол, которые имеют температуру стеклования выше 25°C и при 25°C могут измельчаться до сыпучих порошков. Подходящими соединениями являются продукты получения глицидильных производных:

- производных дигидроксибензола, таких как резорцин, гидрохинон и пирокатехин;

- других бисфенолов или полифенолов, таких как бис(4-гидрокси-3-метилфенил)метан, 2,2-бис(4-гидрокси-3-метилфенил)пропан (бисфенол-С), бис(3,5-диметил-4-гидроксифенил)метан, 2,2-бис(3,5-диметил-4-гидроксифенил)пропан, 2,2-бис(3,5-дибром-4-гидроксифенил)пропан, 2,2-бис(4-гидрокси-3-третбутилфенил)пропан, 2,2-бис(4-гидроксифенил)бутан (бисфенол В), 3,3-бис(4-гидроксифенил)пентан, 3,4-бис(4-гидроксифенил)гексан, 4,4-бис(4-гидроксифенил)гептан, 2,4-бис(4-гидроксифенил)-2-метилбутан, 2,4-бис(3,5-диметил-4-гидроксифенил)-2-метилбутан, 1,1-бис(4-гидроксифенил)циклогексан (бисфенол Z), 1,1-бис(4-гидроксифенил)-3,3,5-триметилциклогексан (бисфенол ТМС), 1,1-бис(4-гидроксифенил)-1-фенилэтан, 1,4-бис[2-(4-гидроксифенил)-2-пропил]бензол) (бисфенол Р), 1,3-бис[2-(4-гидроксифенил)-2-пропил]бензол) (бисфенол М), 4,4'-дигидроксидифенил (DOD), 4,4'-дигидроксибензофенон, бис(2-гидроксинафт-1-ил)метан, бис(4-гидроксинафт-1-ил)метан, 1,5-дигидроксинафталин, трис(4-гидроксифенил)метан, 1,1,2,2-тетракис(4-гидроксифенил)этан, простой бис(4-гидроксифениловый) эфир, бис(4-гидроксифенил)сульфон;

- продукты конденсации фенолов с формальдегидом, которые получаются в кислых условиях, такие как фенол-новолачные смолы или крезол-новолачные смолы, также называемые бисфенол-F-новолачными смолами;

ароматические амины, такие как анилин, толуидин, 4-аминофенол, 4,4-метилендифенилдиамин (МДА), 4,4'-метилендифенилди(М-метил)амин, 4,4'-[1,4-фениленбис(1-метилэтилиден)]бисанилин (бисанилин-Р), 4,4'-[1,3-фениленбис(1-метилэтилиден)]бисанилин (бисанилин-М);

- а также смеси двух или нескольких из эпоксидных смол такого типа в любом соотношении и с любой степенью чистоты.

Более предпочтительными согласно изобретению являются продукты реакции эпихлоргидрина с бисфенолом А с эквивалентной эпоксидной массой (ЭЭМ) ≤550 г/экв.; продукты реакции эпихлоргидрина с бисфенолом F, самым простым представителем новолачных смол, с ЭЭМ ≤500 г/экв.; любые смеси этих двух продуктов реакции, продукты реакции любой смеси бисфенола А и бисфенола F с эпихлоргидрином, эпоксидные смолы, такие как эпоксидные смолы на основе гидантоина или простые диглицидиловые эфиры гидрированного бисфенола А или бисфенола F; а также смеси двух или нескольких из эпоксидных смол такого типа в любом соотношении и с любой степенью чистоты.

Особенно предпочтительными являются продукты реакции эпихлоргидрина с бисфенолом А с ЭЭМ ≤330 г/экв.; продукты реакции эпихлоргидрина с бисфенолом F, самым простым представителем новолачных смол, с ЭЭМ ≤300 г/экв.; любые смеси этих двух продуктов реакции, продукты реакции любой смеси бисфенола А и бисфенола F с эпихлоргидрином с ЭЭМ ≤330 г/экв., 5,5-диметил-1,3-бис(2,3-эпоксипропил)-2,4-имидазолидиндион; 2,2-бис[4-(2,3-эпоксипропокси)циклогексил]пропан; а также смеси двух или нескольких из эпоксидных смол такого типа в любом соотношении и с любой степенью чистоты.

Наиболее предпочтительными являются продукты реакции эпихлоргидрина с бисфенолом А с ЭЭМ ≤200 г/экв., такие как, например, Epilox® А 17-01, Epilox® А 18-00, Epilox® А 19-00, Epilox® А 19-02, Epilox® А 19-03 или Epilox® А 19-04 фирмы Leuna-Harze GmbH, представленные следующей ниже формулой, в которой 0≤n≤0,2;

Продукты реакции эпихлоргидрина с бисфенолом F, самым простым представителем новолачных смол, с ЭЭМ ≤185 г/экв., такие как, например, Epilox® F 16-01 или Epilox® F 17-00 фирмы Leuna-Harze GmbH, представленные следующей ниже формулой, в которой 0≤n≤0,2;

а также смеси двух или нескольких из эпоксидных смол такого типа в любом соотношении и с любой степенью чистоты, такие как, например, Epilox® AF 18-30, Epilox® 18-50 или Epilox® Т 19-27 фирмы Leuna-Harze GmbH, продукты реакции любой смеси бисфенола А и бисфенола F с эпихлоргидрином с ЭЭМ ≤200 г/экв.

В качестве эпоксидной смолы также подходит алифатический или циклоалифатический полиэпоксид, такой как, например:

- простой глицидиловый эфир насыщенного или ненасыщенного, разветвленного или неразветвленного, циклического или имеющего открытую цепь диола, имеющего от 2 до 30 атомов углерода, такого как, например, этиленгликоль, пропиленгликоль, бутиленгликоль, гександиол, октандиол, полипропиленгликоль, диметилолциклогексан, неопентилгликоль или дибромонеопентилгликоль;

- простой глицидиловый эфир три- или тетрафункционального, насыщенного или ненасыщенного, разветвленного или неразветвленного, циклического или имеющего открытую цепь полиола, такого как касторовое масло, триметилол пропан, триметилолэтан, пентаэритритол, сорбит или глицерин, а также алкоксилированный глицерин или алкоксилированный триметилолпропан;

- гидрированная жидкая смола из бисфенола-А, бисфенола F или -A/F, или соответственно продукты получения глицидильных производных гидрированного бисфенола-А, -F или -A/F;

- N-глицидильное производное амидов или гетероциклических азотных оснований, такое как триглицидилцианурат и триглицидилизоцианурат, а также продукты взаимодействия эпихлоргидрина и гидантоина.

В качестве эпоксидной смолы также возможна твердая смола из бисфенола-А, -F- или -A/F, которая образована аналогичным образом, как и уже упомянутые жидкие смолы обеих вышеприведенных формул, но взамен индекс n имеет величину от 2 до 12, и имеет температуру стеклования выше 25°C.

И наконец, в качестве эпоксидной смолы подходят также эпоксидные смолы из окисления олефинов, например, из окисления винилциклогексена, дициклопентадиена, циклогексадиена, циклододекадиена, циклододекатриена, изопрена, 1,5-гексадиена, бутадиена, полибутадиена или дивинилбензола.

В зависимости от функциональности эпоксидной смолы могут регулироваться степень полимерной сшивки связующего вещества, а, следовательно, с одной стороны, прочность образующегося покрытия, а также и его упругие характеристики. Одновременно это имеет прямое влияние на расширение образующейся зольной корки, которое может достигаться, в случае пожара.

При помощи добавления по меньшей мере одного реактивного разбавителя вязкость композиции может регулироваться или соответственно подбираться в соответствии с характеристиками применения.

Поэтому в одном варианте исполнения изобретения композиция, если необходимо, содержит другие содержащие эпоксидные группы соединения в качестве реактивных разбавителей. Эти соединения содержат одну или несколько эпоксидных групп. Как правило, может применяться любое низковязкое соединение, которое содержит в молекуле по меньшей мере одну эпоксидную группу. Могут комбинироваться два или несколько различных реактивных разбавителей. Подходящими примерами являются простой аллилглицидиловый эфир, простой бутилглицидиловый эфир (БГЭ), простой 2-этилгексилглицидиловый эфир, простые алкилглицидиловые эфиры (с 12-14 атомами углерода), простой тридецилглицидиловый эфир, простой фенилглицидиловый эфир (ФГЭ), простой о-крезолглицидиловый эфир (КГЭ), простой п-третбутилглицидиловый эфир, простой резорциндиглицидиловый эфир (РДГЭ), простой 1,4-бутандиолдиглицидиловый эфир (БДГЭ), простой 1,6-гександиолдиглицидиловый эфир (ГДГЭ), простой циклогександиметанолдиглицидиловый эфир, простой неопентилгликольдиглицидиловый эфир, простой триметилолпропантриглицидиловый эфир, простой глицеринтриглицидиловый эфир, простой полипропиленгликольдиглицидиловый эфир, а также эпоксидированные растительные масла, такие как, например, эпоксидированное льняное масло и эпоксидированное касторовое масло.

Целесообразно, в качестве отверждающего средства может применяться любое тиоловое соединение, которое может реагировать с эпоксидными соединениями. Предпочтительно речь при этом идет о тиол-функционализированных соединениях, причем тиоловая группа (-SH) образует функциональную группу.

Целесообразно, в качестве тиол-функционализированного соединения может применяться любое соединение, которое имеет по меньшей мере две тиоловые группы. При этом каждая тиоловая группа связана со скелетом или непосредственно или через мостик.

Тиол-функционализированное соединение из настоящего изобретения может иметь какой-либо из широкого спектра скелетов, причем эти скелеты могут быть одинаковыми или разными.

Согласно изобретению скелет представляет собой мономер, олигомер или полимер.

В некоторых вариантах исполнения настоящего изобретения скелеты включают в себя мономеры, олигомеры или полимеры с молекулярной массой (Mw) 50000 г/моль или меньше, предпочтительно 25000 г/моль или меньше, более предпочтительно 10000 г/моль или меньше, еще более предпочтительно 5000 г/моль или меньше, еще более предпочтительно 2000 г/моль или меньше, и наиболее предпочтительно 1000 г/моль или меньше.

В качестве мономеров, которые подходят в качестве скелета, можно упомянуть, например, алкандиолы, алкиленгликоли, сахара, их многоатомные производные или их смеси и амины, такие как этилендиамин или гексаметилендиамин, и тиолы. В качестве олигомеров или полимеров, которые подходят в качестве скелета, можно упомянуть, например, следующие: полиалкиленоксид, полиуретан, полиэтиленвинилацетат, поливиниловый спирт, полидиен, гидрированный полидиен, алкидные смолы, сложные полиэфиры алкидных смол, (мет)акриловый полимер, полиолефин, сложный полиэфир, галогенированный полиолефин, галогенированный сложный полиэфир, полимеркаптан, а также сополимеры или их смеси.

В предпочтительных вариантах исполнения изобретения скелет представляет собой многоатомный спирт или многофункциональный амин, причем эти соединения могут быть мономерными, олигомерными или полимерными. Более предпочтительно скелет представляет собой многоатомный спирт.

При этом в качестве многоатомных спиртов, которые подходят в качестве скелета, могут упоминаться, например, следующие: алкандиолы, такие как бутандиол, пентандиол, гександиол, алкиленгликоли, такие как этиленгликоль, пропиленгликоль и полипропиленгликоль, глицерин, 2-(гидроксиметил)пропан-1,3-диол, 1,1,1-трис(гидроксиметил)этан, 1,1,1-триметилолпропан, ди(триметилолпропан), трициклодекандиметилол, 2,2,4-триметил-1,3-пентандиол, бисфенол А, циклогександиметанол, алкоксилированные и/или этоксилированные и/или пропоксилированные производные неопентилгликоля, тетраэтиленгликольциклогександиметанол, гександиол, 2-(гидроксиметил)пропан-1,3-диол, 1,1,1-трис(гидроксиметил)этан, 1,1,1-триметилолпропан и касторовое масло, пентаэритритол, сахара, их многоатомные производные или их смеси.

В качестве мостиков могут применяться любые структурные единицы, которые подходят, чтобы связывать скелет и функциональные группы. Для тиол-функционализированных соединений этот мостик предпочтительно выбирается среди структур с (I) по (XI).

1: связывание с функциональной группой

2: связывание со скелетом

В качестве мостиков для тиол-функционализированных соединений особенно предпочтительными являются структуры (I), (II), (III) и (IV).

Особенно предпочтительными тиол-функционализированными соединениями являются сложные эфиры α-тиоуксусной кислоты (2-меркаптоацетаты), β-тиопропионовой кислоты 3-меркаптопропионаты) и 3-тиомасляной кислоты (3-меркаптобутираты) с моноспиртами, диолами, триолами, тетраолами, пентаолами или другими полиолами, а также 2-гидрокси-3-меркаптопропильные производные моноспиртов, диолов, триолов, тетраолов, пентаолов или других полиолов. При этом также в качестве основы для тиол-функционализированного соединения могут применяться смеси спиртов. На этот счет делается ссылка на международную заявку WO 99/51663 А1, содержимое которой тем самым включается в данную заявку.

В качестве особенно подходящих тиол-функционализированных соединений могут упоминаться, например: гликольбис(2-меркаптоацетат), гликольбис(3-меркаптопропионат), 1,2-пропиленгликольбис(2-меркаптоацетат), 1,2-пропиленгликольбис(3-меркаптопропионат), 1,3-пропиленгликольбис(2-меркаптоацетат), 1,3-пропиленгликольбис(3-меркаптопропионат), трис(гидроксиметил)метантрис(2-меркаптоацетат), трис(гидроксиметил)метантрис(3-меркаптопропионат), 1,1,1-трис(гидроксиметил)этантрис(2-меркаптоацетат), 1,1,1-трис(гидроксиметил)этантрис(3-меркаптопропионат), 1,1,1-триметилолпропантрис(2-меркаптоацетат), этоксилированный 1,1,1-триметилолпропантрис(2-меркаптоацетат), пропоксил ированный 1,1,1-триметилол пропантрис(2-меркаптоацетат), 1,1,1-триметилолпропантрис(3-меркаптопропионат), этоксилированный 1,1,1-триметилолпропантрис(3-меркаптопропионат), пропоксилированный триметилолпропантрис(3-меркаптопропионат), 1,1,1-триметилолпропантрис(3-меркаптобутират), пентаэритритолтрис(2-меркаптоацетат), пентаэритритолтетракис(2-меркаптоацетат), пентаэритритолтрис(3-меркаптопропионат), пентаэритритолтетракис(3-меркаптопропионат), пентаэритритолтрис(3-меркаптобутират), пентаэритритолтетракис(3-меркаптобутират), Capcure 3-800 (фирмы BASF), GPM 800 (фирмы Gabriel Performance Products), Capcure LOF (фирмы BASF), GPM-800LO (фирмы Gabriel Performance Products), KarenzMT PE-1 (фирмы Showa Denko), 2-этилгексилтиогликолят, изооктилтиогликолят, ди(н-бутил)тиогликолят, гликольди-3-меркаптопропионат, 1,6-гександитиол, этиленгликольбис(2-меркаптоацетат) и тетра(этиленгликоль)дитиол.

Тиол-функционализированное соединение может использоваться в индивидуальном виде или в виде смеси двух или нескольких различных тиол-функционализированных соединений.

В зависимости от функциональности тиол-функционализированного соединения могут регулироваться степень полимерной сшивки связующего вещества, а, следовательно, с одной стороны, прочность образующегося покрытия, а также и его упругие характеристики. Одновременно это имеет прямое влияние на расширение образующейся зольной корки, которое можно достигнуть, в случае пожара.

В композиции из настоящего изобретения относительная доля эпоксидных смол по отношению к тиол-функционализированным соединениям может характеризоваться с помощью реакционного эквивалентного соотношения, которое представляет собой соотношение числа всех эпоксидных групп в композиции и числа тиоловых групп в композиции. Это реакционное эквивалентное соотношение составляет от 0,1 до 10:1, предпочтительно от 0,2 до 5:1, более предпочтительно от 0,3 до 3:1, еще более предпочтительно от 0,5 до 2:1 и еще более предпочтительно от 0,75 до 1,25:1.

В качестве дополнительного отверждающего компонента, также обозначаемого как со-отвердитель, при желании может применяться аминовый отвердитель, обычный для эпоксидных смол. Подходящие примеры могут быть взяты из главы «Ероху Resins» издания Encyclopedia of Polymer Sciences and Technology, Vol. 9, Wiley-lnterscience, 2004. В частности, свою пригодность доказали алифатические или ароматические амины, амидоамины, полиамиды, аддукты полиаминов и эпоксидных смол и/или кетимины. Аминовые отвердители могут использоваться по отдельности или в виде смеси двух или нескольких соединений. Примерами являются этилендиамин, пропилендиамин, гексаметилендиамин, диэтилентриамин (ДЭТА), тетраэтилентетрамин (ТЭТА), изофорондиамин (ИФДА), м-ксилилендиамин (mXDA), N-метилбензиламин (NMB) или Ancamide® (фирмы Air Products), диэтиламинопропиламин (DEAPA), N-аминоэтилпиперазин (N-AEP), диаминодифенилсульфон (ДДС), 1,8-диамино-п-ментан (MDA). Так же могут применяться простые полиэфирамины, такие как Jeffamine® D-230 (фирмы Huntsman), Jeffamine® D-400 (фирмы Huntsman), Jeffamine® T-403 (фирмы Huntsman).

Посредством соответствующим образом выбранной смеси из тиолового соединения, в частности, тиол-функционализированного соединения, и аминов в качестве отвердителя для эпоксидной смолы могут регулироваться характеристики покрытия.

Предпочтительно применяется катализатор для отверждения, то есть, реакции эпоксидной смолы с тиоловым соединением, в частности, тиол-функционализированным соединением. При помощи применения катализатора получаются композиции, которые быстро, то есть, в течение нескольких минут, и полностью отверждаются также при комнатной температуре, что делает такие композиции весьма привлекательными для использования по месту работ, например, на стройплощадке.

В качестве катализаторов могут применяться соединения, обычно применяемые для реакций между эпоксидными смолами и тиол-функционализированными соединениями, такие как третичные амины, например, бензилдиметиламин, N,N-диметилпропиламин, 1,8-диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ен и простой бис-N.N-диметилэтаноламиновый эфир, производные фенола, например, нонилфенол, и тому подобные, которые являются известными специалисту. На этот счет делается ссылка на международную заявку WO 2012/08224 A1, содержимое которой тем самым включается в данную заявку.

Кроме того, в одном предпочтительном варианте исполнения изобретения компонент B в качестве катализатора содержит аминофенол или его простой эфир, который содержит по меньшей мере одну третичную аминогруппу, при необходимости совместно с первичной и/или вторичной аминогруппой. Этот катализатор предпочтительно выбирается среди соединений общей формулы (XX),

в которой R¹ представляет собой атом в