倒置式屋面的制作方法

1.本发明涉及一种倒置式屋面和安装倒置式屋面的方法，且具体来说，涉及一种包括蜂窝状玻璃保温材料的倒置式屋面。


背景技术：

2.倒置式屋面系统是平屋面的一种形式，其中防水层在保温层下方，与如在传统平屋面中防水层在保温层上方相反。倒置式屋面的典型结构是防水层位于屋面甲板上面且保温体铺设于防水层上面并且通过砾石压载物或铺装板而下沉。
3.这样，防水膜至少由保温层保护而不受环境影响。保温层通常经受环境应力，例如霜冻、uv暴露以及由于夏季/冬季温度循环而产生的膨胀和收缩，所述温度循环在一些屋面上可多达80℃。可耐受此类条件且通常用于倒置式屋面中的保温材料包括膨胀性聚苯乙烯(xps)。
4.然而，需要倒置式屋面包括具有高对火反应等级的保温材料。用于建筑产品的火灾测试和分级标准已在欧盟统一在欧洲标准en 13501-1中。欧洲对火反应分级系统(euro级别)是欧盟在发生火灾事件时评估建筑材料的质量的通用标准，且涵盖三个要素：基于可燃性和火灾贡献的级别；基于总烟气扩散/排放水平的子级别；以及基于当材料暴露于火中时燃烧滴落物和颗粒的量的子级别。
5.鉴于以上考虑因素，设计出了本发明。


技术实现要素：

6.最一般来说，本发明提供了一种倒置式屋面，其包括蜂窝状玻璃保温体，所述蜂窝状玻璃保温体在上表面上具有保护涂层。
7.在第一方面中，本发明提供了一种倒置式屋面，其包括屋面甲板(roof deck)、蜂窝状玻璃保温层和防水层；且其中
8.所述屋面甲板支撑所述防水层和所述蜂窝状玻璃保温层；
9.所述防水层定位于所述屋面甲板与所述蜂窝状玻璃保温层之间；且
10.所述蜂窝状玻璃保温层包含一个或多个蜂窝状玻璃保温材料层，且最上面的蜂窝状玻璃保温材料层在其最上面的表面上包含括保护涂层，使得所述保护涂层形成所述蜂窝状玻璃保温层的上端面(face)。
11.换句话说，倒置式屋面具有作为底座的屋面甲板、作为中间层的防水层和作为上层的蜂窝状玻璃保温层。蜂窝状玻璃保温层的上端面具有蜂窝状玻璃保温材料，所述蜂窝状玻璃保温材料在其上表面上具有保护涂层。以此方式，蜂窝状玻璃保温层在其上端面上具有保护涂层。
12.本发明提供了一种倒置式屋面，其包括蜂窝状玻璃保温材料，所述蜂窝状玻璃保温材料具有许多有利的特性，例如良好的机械强度和优异的对火反应等级(例如，根据标准en 13501-1)。已发现，位于倒置式屋面的保温层的上端面处的蜂窝状玻璃需要保护涂层以
保护蜂窝状玻璃保温材料不被损坏。
13.具体来说，倒置式屋面的保温层的上端面(face)暴露于环境条件中，且据认为蜂窝状玻璃保温层的上表面尤其容易受到环境条件损坏。举例来说，切割蜂窝状玻璃板以形成蜂窝状玻璃保温材料会在保温材料的表面处产生泡孔已由于切割而分裂的开口泡孔。换句话说，蜂窝状玻璃保温材料通常在材料的每一端面处均具有开口泡孔结构。已发现，蜂窝状玻璃保温材料的上端面处的开口泡孔可能会收集水，并且可能会在变化的环境温度下经历冻融损坏。本发明提供了一种倒置式屋面，其包括具有优异性能且受到保护而免受损坏(例如，环境损坏)的保温层。
14.所述倒置式屋面可包括一个或多个进一步的层或组件。
15.在一些实施例中，倒置式屋面包括一个或多个水流减少层。所述一个或多个水流减少层可定位于蜂窝状玻璃保温层的顶部。换句话说，所述一个或多个水流减少层可定位于蜂窝状玻璃保温层的最上面的层的保护涂层的顶部上。另外或替代地，一个或多个水流减少层定位于蜂窝状玻璃保温层与屋面甲板之间。在一些实施方案中，所述一个或多个水流减少层可以在蜂窝状玻璃保温层与防水层之间。
16.在一些实施方案中，倒置式屋面包括一个或多个排水膜。所述一个或多个排水膜可定位于蜂窝状玻璃保温层的顶部。在某些实施方案中，倒置式屋面包括排水膜和水流减少层。在这些实施方案中，水流减少层可定位于蜂窝状玻璃保温层的顶部，且排水膜可定位于水流减少层的顶部。另外或替代地，一个或多个排水膜定位于蜂窝状玻璃保温层与屋面甲板之间。在一些实施方案中，所述一个或多个排水膜可以在蜂窝状玻璃保温层与防水层之间。
17.在一些实施方案中，倒置式屋面可进一步包括被直接或间接地定位成邻接蜂窝状玻璃保温层的上表面的屋面压载物。
18.在第二方面中，本发明提供了一种安装倒置式屋面的方法，所述方法包括以下步骤：
[0019]-将防水层安装到屋面甲板上；以及接着
[0020]-将蜂窝状玻璃保温层安装到所述防水层和屋面甲板上，使得所述防水层定位于所述屋面甲板与所述蜂窝状玻璃保温层之间；
[0021]
且其中所述蜂窝状玻璃保温层包含一个或多个蜂窝状玻璃保温材料层，且最上面的蜂窝状玻璃保温材料层在其最上面的表面上包括保护涂层，使得所述保护涂层形成所述蜂窝状玻璃保温层的上端表面。
[0022]
本发明包括所描述的方面和优选特征的组合，除非这种组合是明显不允许或明确避免的。
具体实施方式
[0023]
现将参考附图论述本发明的方面和实施方案。
[0024]
图1示出本发明的倒置式屋面的示意图。
[0025]
对于本领域的技术人员来说，进一步的方面和实施方案将是显而易见的。本文中所提及的所有文献都通过引用并入本文中。
[0026]
除非另外说明，否则针对本文所描述的可固化硅酸钾涂层中的组分所指定的重量
百分比是基于组合物的总重量进行计算的。此外，对重量百分比的提及是指相关组分的按干质量计的重量％。也就是说，重量是基于不存在任何水(例如吸附的水或水合水)的组分的实际重量。
[0027]
本发明提供了一种倒置式屋面，其包括蜂窝状玻璃保温体，所述蜂窝状玻璃保温体在上表面上具有保护涂层。
[0028]
图1示出本发明的倒置式屋面的示意图。层a是蜂窝状玻璃保温层c的上表面上的保护层。玻璃蜂窝状保温层由蜂窝状玻璃保温材料b形成。蜂窝状玻璃保温层c铺设于防水层d的顶部。防水层铺设于屋面甲板e的顶部。
[0029]
蜂窝状玻璃保温层
[0030]
倒置式屋面包括蜂窝状玻璃保温层，所述蜂窝状玻璃保温层包含一个或多个蜂窝状玻璃保温材料层。蜂窝状玻璃保温材料通常以长方体板的形式提供。蜂窝状玻璃保温材料层通常包括单层并排布置的正交和/或长方体蜂窝状玻璃保温板。两层或更多层并排布置的长方体蜂窝状玻璃保温板可以被堆叠成形成具有多于一个蜂窝状玻璃保温材料层的蜂窝状玻璃保温层。
[0031]
保护涂层存在于位于蜂窝状玻璃保温层的上端面处的蜂窝状玻璃保温材料的上表面上。保护涂层可存在于蜂窝状玻璃保温材料的进一步表面上。举例来说，保护涂层可存在于蜂窝状玻璃保温材料的一个多个侧面和/或下表面上。
[0032]
在一些实施方案中，保护层仅存在于位于蜂窝状玻璃保温层的上端面处的蜂窝状玻璃保温材料的上表面上。在这些实施方案中，蜂窝状玻璃保温材料的其它表面可未经涂布。
[0033]
在特定实施方案中，蜂窝状玻璃保温材料以干法铺设于倒置式屋面上。换句话说，蜂窝状玻璃保温层包括不含蜂窝状玻璃粘合剂的蜂窝状玻璃保温材料。
[0034]
在替代性实施方案中，蜂窝状玻璃保温材料至少部分地涂布有蜂窝状玻璃粘合剂。在这些实施方案中，蜂窝状玻璃保温层中蜂窝状玻璃保温材料的邻近于或邻接另一蜂窝状玻璃保温材料的表面可包括蜂窝状玻璃粘合剂。举例来说，蜂窝状玻璃保温层可在同一蜂窝状玻璃保温材料层中的蜂窝状玻璃保温材料板的两个邻近或邻接表面之间或者在邻近的蜂窝状玻璃保温材料层中的蜂窝状玻璃材料板的两个邻近或邻接表面之间包括蜂窝状玻璃粘合剂。
[0035]
蜂窝状玻璃粘合剂是众所周知的。举例来说，pittsburgh corning europe n.v供应用于其蜂窝状玻璃保温材料的各种保温体粘合剂，且包括56、11、58、500、green和160柔性瓷砖粘合剂。在一些实施方案中，适用于产生保护涂层的组合物也可用作蜂窝状玻璃保温体。在特定实施方案中，本文所描述的水性涂料组合物可用作蜂窝状玻璃粘合剂。替代地，所述蜂窝状玻璃粘合剂可以是可获自pittsburgh corning europe n.v.的164涂料。
[0036]
蜂窝状玻璃保温层的总厚度可在100mm至500mm的范围内。如本文所使用的蜂窝状玻璃保温层的厚度是从所述层的最上面部分到最下面部分的最小距离。在一些实施方案中，蜂窝状玻璃保温层的总厚度可在250mm至400mm的范围内。
[0037]
蜂窝状玻璃保温材料板的典型厚度在100至200mm的范围内。在一些实施方案中，蜂窝状玻璃保温层包括1个至5个蜂窝状玻璃保温材料层。换句话说，蜂窝状玻璃保温层可
由单一保温材料层形成。替代地，蜂窝状玻璃保温层可由2个至5个堆叠在彼此的顶部的保温材料层形成。在特定实施方案中，蜂窝状玻璃保温层包括2个或3个蜂窝状玻璃保温材料层。在更特定实施方案中，蜂窝状玻璃保温层包括2个蜂窝状玻璃保温材料层。
[0038]
在特定实施方案中，根据标准en 13501-1，蜂窝状玻璃保温层的对火反应等级为a级。换句话说，根据标准en 13501-1，蜂窝状玻璃保温层的对火反应等级为a1或a2。在更特定实施方案中，根据标准en 13501-1，蜂窝状玻璃保温层的对火反应等级为a1。
[0039]
保护涂层
[0040]
保护涂层可以是适合于保护蜂窝状玻璃保温材料的上表面(且因此保护蜂窝状玻璃保温层的上端面)免受损坏(例如，环境损坏)的保护涂层。在一些实施方案中，保护涂层粘附到蜂窝状玻璃保温材料的上表面。将保护涂层粘附到蜂窝状玻璃保温材料的表面可有助于蜂窝状玻璃保温层的长期稳定性。
[0041]
保护涂层可以选自由以下组成的群组：矿物质保护涂层、基于二氧化硅的保护涂层(硅酮)、电木(bakelite)保护涂层、用a2胶粘合的衬里、聚脲保护涂层和基于碱金属硅酸盐的保护涂层。
[0042]
适用于施加到蜂窝状玻璃保温材料上的保护涂层的具体实例包括但不限于：
[0043]-基于硫酸钙的涂料，例如经改性硫酸钙与惰性矿物质填料的混合物；市售实例包括可购自pittsburgh corning europe n.v.的高温耐磨磨料(h.t.a.a.)；
[0044]-基于经改性二氧化硅的涂料，例如包含由玻璃粉和填料形成的无机浆料(组分1)以及经改性二氧化硅分散体(组分2)的二组分体系；市售实例包括可购自pittsburgh corning europe n.v.的80m砂浆；
[0045]-基于石灰的涂料和底灰(renders)，例如砂、水泥和石灰的混合物；市售实例包括可购自pittsburgh corning europe n.v.的74a1或a2。
[0046]
碱硅酸盐涂层
[0047]
在特定实施方案中，保护涂层是基于碱金属硅酸盐(也称为碱硅酸盐)的保护涂层。举例来说，保护涂层可以是包含硅酸钠、硅酸钾或其混合物的涂层。基于碱金属硅酸盐的涂层可对蜂窝状玻璃保温材料提供优异的粘附。对于倒置式屋面应用来说，保护涂层对蜂窝状玻璃保温材料的优异粘附并非必不可少。然而，从长期稳定性的角度来看，它可能是有利的。
[0048]
在特定实施方案中，碱金属硅酸盐保护涂层可包含硅酸钾。适合的碱金属硅酸盐保护涂层的特定实例为共同未决的未公布申请ep 18195314.2中描述的硅酸钾涂层，所述申请的全部内容通过引用并入本文中。
[0049]
保护涂层可以由包含碱硅酸盐和固化剂的水性涂料组合物形成，其中所述碱硅酸盐包括硅酸钾。此类组合物可被施加到蜂窝状玻璃保温材料衬底的表面上且被固化从而形成如本文所描述的经涂布蜂窝状玻璃保温材料。
[0050]
在特定实施方案中，保护涂层包含基于经固化涂层的总重量的20重量％至65重量％的碱硅酸盐，且所述碱硅酸盐包含硅酸钾。在特定实施方案中，保护涂层包含20重量％至65重量％的包含硅酸钾和硅酸锂的碱硅酸盐。
[0051]
硅酸钾涂层可提供具有期望特性(诸如良好的涂层-蜂窝状玻璃衬底粘附、良好的防水性和良好的对火反应等级中的一者或多者)的保护涂层。
[0052]
保护涂层可以由如本文所描述的水性涂料组合物形成。举例来说，保护涂层可以通过使包含碱硅酸盐和固化剂的水性涂料组合物固化而形成，其中所述水性涂料组合物包含：
[0053]
(a)10重量％至40重量％的碱硅酸盐，所述碱硅酸盐包含硅酸钾；和
[0054]
(b)15重量％至60重量％的固化剂；和
[0055]
(c)至少15重量％的水；
[0056]
其中重量％的量是基于水性涂料组合物的总重量计。
[0057]
在特定实施方案中，水性涂料组合物包含：
[0058]
(a)10重量％至40重量％的包含以以下量存在的硅酸钾和硅酸锂的碱硅酸盐：
[0059]
5重量％至15重量％的k2o；
[0060]
0.01重量％至1重量％的li2o；和
[0061]
5重量％至25重量％的sio2；
[0062]
且sio2与k2o的重量比为至少1；和
[0063]
(b)15重量％至60重量％的固化剂；和
[0064]
(c)0.1重量％至15重量％的一种或多种式1化合物
[0065]
r(oh)n式1
[0066]
其中
[0067]
r表示任选被取代的c
2-6
烃基或c
2-6
碳水化物部分，且n是1至6的整数；和
[0068]
(d)相对于组合物的总重量的0.02重量％至0.8重量％的表面活性剂；和
[0069]
(e)至少15重量％的水；
[0070]
其中重量％的量是基于水性涂料组合物的总重量计。
[0071]
水性涂料组合物可进一步包含微粒填充材料，任选地其中所述微粒填充材料以相对于组合物的总重量的20重量％至30重量％的量存在。
[0072]
在特定实施方案中，水性涂料组合物包含：
[0073]
(a)10重量％至25重量％的硅酸盐组分，所述硅酸盐组分包含呈以下量的硅酸钾和硅酸锂：
[0074]
5重量％至10重量％的k2o；
[0075]
0.01重量％至0.5重量％的li2o；和
[0076]
5重量％至15重量％的sio2；
[0077]
且sio2与k2o的重量比为至少1，
[0078]
(b)20重量％至50重量％的固化剂，
[0079]
(c)0.1重量％至10重量％的一种或多种式1化合物
[0080]
r(oh)n式1
[0081]
其中
[0082]
r表示任选被取代的c
2-6
烃基或c
2-6
碳水化物部分，且n是1至6的整数；
[0083]
(d)相对于组合物的总重量的0.01重量％至0.5重量％的表面活性剂；和
[0084]
(e)至少15重量％的水；和
[0085]
(f)20重量％至30重量％的微粒填充材料，
[0086]
其中所指定的所有重量％的量都是相对于组合物的总重量。
[0087]
水性涂料组合物可包含碱硅酸盐、固化剂和微粒填充材料，借此微粒填充材料具有在保温材料的泡孔壁材料的热膨胀系数的50-150％范围内的热膨胀系数，借此微粒填充材料具有至少0.30kg/dm3的体积密度，且借此所述涂料在自室温加热至高达至少200℃的温度时展现出至多50％的体积膨胀。
[0088]
水性涂料组合物可包含：
[0089]
(a)10重量％至40重量％的包含以以下量存在的硅酸钾和硅酸锂的碱硅酸盐：
[0090]
5重量％至15重量％的k2o；
[0091]
0.01重量％至1重量％的li2o；和
[0092]
5重量％至25重量％的sio2；
[0093]
且sio2与k2o的重量比为至少1；和
[0094]
(b)15重量％至60重量％的固化剂；和
[0095]
(c)0.1重量％至15重量％的一种或多种式1化合物
[0096]
r(oh)n式1
[0097]
其中
[0098]
r表示任选被取代的c
2-6
烃基或c
2-6
碳水化物部分，且n是1至6的整数；和
[0099]
(d)相对于组合物的总重量的0.02重量％至0.8重量％的表面活性剂；和
[0100]
(e)至少15重量％的水；
[0101]
其中重量％的量是基于水性涂料组合物的总重量计。
[0102]
在特定实施方案中，水性涂料组合物包含：
[0103]
(a)16重量％至36重量％的包含以以下量存在的硅酸钾和硅酸锂的碱硅酸盐：
[0104]
8重量％至15重量％的k2o；
[0105]
0.02重量％至0.8重量％的li2o；和
[0106]
8重量％至20重量％的sio2；
[0107]
且sio2与k2o的重量比为至少1；和
[0108]
(b)20重量％至50重量％的固化剂；和
[0109]
(c)0.2重量％至15重量％的一种或多种式1化合物
[0110]
r(oh)nꢀꢀ
式1
[0111]
其中
[0112]
r表示任选被取代的c
2-6
烃基或c
2-6
碳水化物部分，且n是1至6的整数；和
[0113]
(d)相对于组合物的总重量的0.02重量％至0.8重量％的表面活性剂；和
[0114]
(e)至少15重量％的水；
[0115]
其中重量％的量是相对于组分(a)到(e)的总重量。
[0116]
水性涂料组合物可进一步包含微粒填充材料，任选地其中所述微粒填充材料以相对于组合物的总重量的20重量％至30重量％的量存在。
[0117]
水性涂料组合物可包含：
[0118]
(a)10重量％至25重量％的包含以以下量存在的硅酸钾和硅酸锂的碱硅酸盐：
[0119]
5重量％至10重量％的k2o；
[0120]
0.01重量％至0.5重量％的li2o；和
[0121]
5重量％至15重量％的sio2；
[0122]
且sio2与k2o的重量比为至少1，
[0123]
(b)20重量％至50重量％的固化剂，
[0124]
(c)0.1重量％至10重量％的一种或多种式1化合物
[0125]
r(oh)n式1
[0126]
其中
[0127]
r表示任选被取代的c
2-6
烃基或c
2-6
碳水化物部分，且n是1至6的整数；
[0128]
(d)相对于组合物的总重量的0.01重量％至0.5重量％的表面活性剂；和
[0129]
(e)至少15重量％的水；和
[0130]
(f)20重量％至30重量％的微粒填充材料，
[0131]
其中所指定的所有重量％的量都是相对于组合物的总重量。
[0132]
水性涂料组合物可包含固化剂。因此，这些组合物通常是可固化的或者能够被固化。固化和固化条件是本领域的技术人员已经知道的。
[0133]
在进一步的实施方案中，保护涂层是硅酸钾涂层，其包含：
[0134]
(a)20重量％至65重量％的包含以以下量存在的硅酸钾和硅酸锂的碱硅酸盐：
[0135]
10重量％至32重量％的k2o；
[0136]
0.05重量％至1重量％的li2o；和
[0137]
10重量％至32重量％的sio2；
[0138]
且sio2与k2o的重量比为至少1；和
[0139]
(b)任选的20重量％至30重量％的微粒填充材料，
[0140]
这里所有％量都是基于硅酸钾涂层的总重量计。
[0141]
水性涂料组合物
[0142]
在一些实施方案中，水性涂料组合物包含：
[0143]
(a)10重量％至40重量％的碱硅酸盐，所述碱硅酸盐包含硅酸钾；和
[0144]
(b)15重量％至60重量％的固化剂；和
[0145]
(c)至少15重量％的水；
[0146]
其中重量％的量是基于水性涂料组合物的总重量计。
[0147]
碱硅酸盐
[0148]
水性可固化涂料组合物和所得硅酸钾涂层包含碱硅酸盐。碱硅酸盐是具有式m
2x
sio
2 x
或(m2o)
x
.sio2(其中m是碱金属)的化合物群组的通用名称。碱硅酸盐也常用于具有上式的化合物的混合物，使得x可通常为非化学计量的(换句话说，x可以不是整数)。碱硅酸盐可以由碱金属氧化物和二氧化硅的重量或重量比来表征。举例来说，具有25重量％的包括1.5:1sio2:m2o重量比的碱硅酸盐的组合物可以表述为具有10重量％m2o和15重量％sio2。由于化合物在水中的溶解度，碱硅酸盐有时可被称作“水玻璃(waterglass/water glass)”，但此术语传统上用于硅酸钠。
[0149]
本文所描述的碱硅酸盐包含硅酸钾。硅酸钾可以是唯一碱硅酸盐，或者碱硅酸盐可以包含硅酸钾和一种或多种碱硅酸盐。在特定实施方案中，碱硅酸盐包含硅酸钾和硅酸锂。在一些实施方案中，本文所描述的水性涂料组合物包含10重量％至40重量％的包含硅酸钾和硅酸锂的碱硅酸盐。碱硅酸盐可含有5重量％至15重量％的k2o、0.01重量％至1重量％的li2o，和5重量％至25重量％的sio2。在这些实施方案中，sio2与k2o的重量比通常为
至少1。
[0150]
在特定实施方案中，本文所描述的水性涂料组合物包含10重量％至25重量％的碱硅酸盐。碱硅酸盐可含有5重量％至10重量％的k2o、0.01重量％至0.5重量％的li2o，和5重量％至15重量％的sio2(这些百分比基于组合物的总重量计)。在这些实施方案中，sio2与k2o的重量比通常为至少1。
[0151]
不希望受任何理论所束缚，申请人认为当硅酸盐k2o和/或sio2成分的量以低于本文所指定的其相应最广泛范围的下限的量存在于本发明的涂料组合物中时，涂层对衬底的粘合强度相对较弱。另一方面，据信，在硅酸盐k2o和/或sio2的量高于本文所指定的其相应最广泛范围的上限的涂料组合物的情况下，已观测到所得涂层展现出相对较差的耐水性，且可溶碱金属硅酸盐成分由于其高浓度而从组合物中浸出。类似地，据信，低于所要求保护的范围的sio2与k2o重量比展现出相对较低的耐水性，因为碱金属硅酸盐组分具有较高的溶解度。还据信，其中li2o的量低于本文针对li2o所指定的最广泛范围的下限的涂料组合物可形成对剪切和变形的抵抗力相对较小的涂层。
[0152]
在这些实施方案中，sio2与m2o重量比可以在1.0:1至1.5:1的范围内。在一些实施例中，sio2与m2o重量比可以在1.2:1至1.4:1的范围内，例如为约1.3:1。
[0153]
碱硅酸盐是可商购获得的，并且m2o和sio2的重量百分比通常会被提供。在水性涂料组合物包含碱硅酸盐的混合物的情况下，可商购获得具有期望相对量的碱硅酸盐的此类混合物，或者可将碱硅酸盐以期望相对量混合。举例来说，碱硅酸盐组合物可包含：16重量％至22重量％，例如19重量％至21重量％，例如约20重量％的k2o；和20重量％至30重量％，例如24重量％至27重量％，例如约25重量％或26重量％的sio2。碱硅酸盐组合物还可包含0.05重量％至1重量％。通常，碱硅酸盐组合物还包含水。水可以碱硅酸盐组合物的40重量％至70重量％存在。然后通常用固化剂和任选的水和/或一种或多种添加剂稀释碱硅酸盐组合物以形成本文所描述的水性涂料组合物。
[0154]
固化剂
[0155]
本文所描述的水性涂料组合物可进一步掺有至少一种固化剂。所述固化剂可以是使组合物固化的任何适合的剂，例如能够使碱硅酸盐组分固化的任何固化剂。一般优选的是，固化剂不能溶于水中。
[0156]
如本文所使用的固化剂是指能够在本发明的可固化组合物中在固化步骤中与组合物的组分(例如碱硅酸盐组分)反应(或者引起与所述组分的反应，例如充当所述组分的催化剂)从而形成如本文所描述的硅酸钾涂层的任何部分。
[0157]
固化剂可包含单一剂或者可以是单一剂，或者包含多组分体系。固化剂可包含用于固化的催化剂并且/或者可包含可在固化步骤中经历固化反应的一种或多种反应性(或比前驱体更具反应性的)固化剂的前驱体。因此，必要时，可通过从前驱体固化剂产生一种或进一步的固化剂来控制固化的开始。通过此方式，可以防止或减少可固化组合物的固化直到可固化组合物准备好使用(例如，涂布到衬底上)，并且可以延长可固化组合物的保存期。本发明的可固化组合物可包含一种或多种抑制剂(例如自由基抑制剂和/或抗氧化剂)，其可防止和/或延迟固化直到抑制剂被去除和/或去活化(例如通过加热)。固化所花费的时间可根据调配者和/或最终用户的需要选择，且优选地被选择为使得可固化组合物的可加工时间足够长，以使其具有允许其被均匀地施加来涂布衬底(优选绝缘衬底，例如蜂窝状玻
璃材料)从而在固化时在所述衬底上形成屏障的特性，且又足够短，使得未固化的液体涂料组合物不会从衬底上流动或在涂层可被固化之前以其他方式受到不利影响。固化时间可通过控制所使用的辐射的温度和/或量来控制。固化步骤可以通过控制ph(例如通过使用酸催化剂)和/或通过控制存在的水的量和/或通过控制存在的氧气(或空气)的量来催化。
[0158]
优选固化剂为能够与硅酸钾、硅酸锂和/或二氧化硅中的一者或多者反应的本领域中已知的任何固化剂，该反应任选地在一个实施方案中通过在固化后获得的硅酸钾涂层中形成三维网络而进行，更任选地在同一或不同的实施方案中通过形成si-o键而进行。
[0159]
使碱金属硅酸盐固化的适合固化剂的实例包括有机酸、酸性磷酸盐和/或弱矿物酸或金属盐。所述一种或多种固化剂可以例如为无机磷酸盐，例如金属磷酸盐。尤其适合的固化剂为磷酸铝，例如偏磷酸铝。如本领域的技术人员已知的，术语“磷酸铝”涵盖具有不同p2o5和al2o3含量的一系列化合物。可使用具有此类不同组成的磷酸铝的混合物。举例来说，可使用含有约80％p2o5和20％al2o3的磷酸铝。另外或替代地，可使用含有约60％p2o5和约30％al2o3的磷酸铝。在优选实施方案中，使用含有(i)约80％p2o5和20％al2o3以及(ii)约60％p2o5和40％al2o3的磷酸铝的混合物。如本领域的技术人员进一步理解的，磷酸铝的al2o3含量越高，与硅酸盐的反应性就越高。适合的磷酸铝硬化剂可以商标获得。
[0160]
在一些实施方案中，存在于水性涂料组合物中的固化剂的总量可以是总水性涂料组合物的15重量％至60重量％，例如20重量％至50重量％，更尤其25重量％至35重量％，并且甚至更尤其26重量％至30重量％，例如约28重量％。不希望受任何理论所束缚，申请人已发现如果固化剂以低于本文针对固化剂所指定的最广泛范围的下限的量存在于本发明的涂料组合物中，那么这将得到对水的抵抗力相对较低且因此导致形成具有较低耐水性的更可溶硅酸盐并且导致组分从涂层的浸出增加的硅酸钾涂层。如果固化剂以高于本文针对固化剂所指定的最广泛范围的上限的量存在，那么这可能会产生相对更容易发生固化剂(例如，磷酸盐)从涂层中浸出、显示出更大程度的风化以及/或者导致涂层吸湿性增加的涂层。
[0161]
水
[0162]
如本文所描述，水性涂料组合物可包含相对于组合物的重量的至少约15重量％的水。水可例如以至少20重量％或30重量％的量提供。水可例如以40重量％、50重量％或60重量％的量存在。通常，水不以超过约60重量％的量提供。
[0163]
可固化性
[0164]
应理解，本文所描述的水性涂料组合物通常是可固化的。应了解，固化步骤将通常涉及使组合物的碱硅酸盐反应以在其组分之间形成内部键，使得在固化后获得的材料具有与固化之前的可固化组合物的特性不同的特性。固化步骤将通常由于组合物内的部分之间产生键而在碱硅酸盐内产生交联，从而形成寡聚物质、聚合物质和/或三维网络。技术人员将了解，碱硅酸盐可使用某些已知的固化剂(例如本文所描述的固化剂)来固化。这将通常导致形成si-o共价键。任选地，在可固化组合物被施加到衬底表面上且在上面被原位固化的情况下，在固化步骤中，可在硅酸钾涂层与衬底之间形成键以改进对衬底的粘附。因此，在本发明的一个实施方案中，尤其优选的是固化剂能够导致可固化组合物被施加在其上的衬底之间的反应(所述衬底可包含以下、主要由以下组成，或由以下组成：还含有硅酸盐材料的衬底)。所述衬底可例如为蜂窝状玻璃材料。使组合物固化可因此提供改进的特性，如提供以下中的一者或多者：水屏障(water barrier)、氧气屏障、增加的硬度、增加的耐磨
性、增加的耐化学性以及/或者增加的对可固化组合物被施加在其上的任何底层衬底表面的附着力。
[0165]
固化可通过本领域中已知的任何方式，例如固有地通过混合触发化学反应的组分、通过热方式，或通过辐照(例如，通过任选地在引发剂存在下进行电离辐射)来实现。
[0166]
热固化可通过来自任何适合来源的热量的作用来实现，所述热量可用于促进反应和/或从可固化组合物原位产生引发剂以引发固化步骤的反应。热固化是优选的。通常，这将涉及将热量施加到可固化组合物上，所述热量施加最优选地在使用轻微加热接着在较高温度下加热的两阶段过程中进行。然而，引发固化剂与硅酸盐之间的反应的任何温度都是适合的。
[0167]
替代地或另外，固化可以通过辐射来实现。经辐射固化(和相关术语)是指通过使材料暴露于电磁辐射(例如光化辐射)和/或其它电离辐射中来进行固化的方法。辐射固化可以在存在或不存在氧气(空气)和/或引发剂的情况下实现。电离辐射为电磁辐射(例如，γ射线或x射线)或微粒辐射(例如，电子束(eb))，其能量足够高，能够使经照射材料中形成离子和/或自由基，且因此能够在不添加光添加剂(例如，光敏化剂和/或光引发剂)的情况下引发单体的聚合和/或聚合物的交联。光化辐射是指紫外线(uv)或可见光(优选主要在紫外线区域中)，其只有在在存在光添加剂的情况下进行辐照时才引发显著交联和/或聚合。
[0168]
本文中描述了用于可固化组合物的适合的固化剂。
[0169]
如本文所描述的可固化组合物可用于在蜂窝状玻璃保温材料上形成保护涂层，这通过将所述组合物施加到保温材料上并实施固化来实现。所得经固化的涂层与底层衬底具有理想的附着力并且具有良好的抗压强度。
[0170]
在其中硅酸钾涂层包含微粒填充材料的实施方案中，涂层可显示出有利的屏障特性。举例来说，在存在耐火微粒的实施方案中，经固化的材料可期望地展现出良好的对火反应等级，如下文进一步论述的。
[0171]
基于硅酸钾的保护涂层可适当地具有一定程度的弹性，其允许蜂窝状玻璃保温材料在不损坏保护涂层的情况下发生一定程度的弯曲。
[0172]
添加剂
[0173]
水性涂料组合物可包含一种或多种涂料添加剂。在特定实施方案中，涂料组合物包含以下中的一者、多于一者或所有者：式1化合物(如本文所描述)、表面活性剂和微粒填充材料。
[0174]
式1化合物
[0175]
本发明的可固化组合物可包含0.2重量％至15重量％的一种或多种式1化合物
[0176]
r(oh)nꢀꢀ
式1
[0177]
其中r表示任选被取代的c
2-6
烃基或c
2-6
碳水化物部分，且n是1至6的整数。
[0178]
在实施方案中，提供不超过一种式1化合物。所述一种或多种式1化合物为小分子醇。应了解，式1化合物为亲水性的。亲水性可以例如通过任何合适的参数(例如具有大于10的亲水性亲脂性平衡(hlb)值)确定。此类化合物可在本发明的组合物中作为“润湿剂”提供。应理解，此类化合物通常显示出至少一定程度的与水的混溶性。不希望受理论所束缚，据认为，在提供式1化合物时观测到的有利作用的原因是所述化合物可以与碱金属硅酸盐组分和/或任选的微粒组分(优选仅硅酸盐组分(a))以与水类似的方式，例如通过氢键键合
的方式相互作用。所述一种或多种式1化合物通常允许组合物按受控方式(例如，在固化期间，例如在衬底表面上)脱水。
[0179]
申请人认为如果所述一种或多种式1化合物以低于本文所指定范围的下限值的量存在于本文所描述的涂料组合物中，那么一旦组合物被施加到衬底上，所得涂层就可能会显示出不太受控制的固化且更容易变得不可挠曲。如果所述一种或多种式1化合物以高于本文所指定范围的上限值的任何量提供，那么所得涂层可能更难以干燥，并且还可展现出降低的耐火性。
[0180]
优选地，所述一种或多种式i化合物的挥发性足够高，以便在环境条件下固化期间或之后，在加热至30℃、40℃、50℃或60℃、70℃或80℃后从组合物中去除。
[0181]
术语“烃基”和“任选被取代的”在本文有定义。如本文所使用的术语
‘
烃基(hydrocarbo/hydrocarbo group)’表示由氢原子和一个或多个相应oh基团所键结的碳原子组成的部分。烃基可以是饱和或不饱和的。它可例如是饱和的(例如烷基)。替代地，它可含有一个或多个双键(烯基)和/或三键(炔基)和/或芳香族基团(例如芳基)，且在指示的地方可被其它官能基取代。
[0182]
烃基可含有线性、支化和/或环状区段。烃基可因此是线性、支化或环状的。在一个实施方案中，烃基是线性且无环的(例如在丙三醇的情况下)。在另一实施方案中，烃基是支化且无环的(例如在季戊四醇的情况下)。
[0183]
在实施方案中，任选被取代的c
2-6
烃基是任选被取代的c
2-4
烃基，例如c2烃基、c3烃基、c4烃基或c5烃基。任选被取代的c
2-6
烃基可以是任选被取代的c3烃基或c5烃基，例如c3烃基。在实施方案中，任选的取代基可选自以下中的一者或多者：氨基、硫醇基、羧基、c
1-4
烷氧基和氰基。通常，烃基未被取代。
[0184]
术语“碳水化物”表示由氢原子、氧原子和一个或多个相应oh基团所键结的碳原子组成的部分。实例为醚、缩醛和半缩醛。碳水化物可例如是糖类，例如单糖，例如葡萄糖或果糖。该基团可以是饱和或不饱和的。它可例如是饱和的。替代地，它可含有一个或多个双键和/或三键，且在指示的地方可被其它官能基取代。碳水化物基团可含有线性、支化和/或环状区段。碳水化物基团可因此是线性、支化或环状的。
[0185]
式1在n是1时表示一元醇，且在n》1时表示多元醇。在实施方案中，n是1。替代地，n可以是2。替代地，n可以是3。替代地，n可以是4。替代地，n可以是5。替代地，n可以是6。通常，n是2至5，例如3或4。在实施方案中，n是2至5(例如3至4)，且r是c
2-c5烃基(例如c
3-c5烃基)，且在特定实施方案中是c
2-c5烷基，例如c
3-c5烷基。该烷基可以选自正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、正戊基、叔戊基、新戊基、异戊基、仲戊基、3-戊基、仲异戊基。当n是3时，式1化合物通常是丙三醇。当n是4时，式1化合物通常是季戊四醇。因此，式1化合物可以选自由丙三醇和季戊四醇组成的群组，例如为丙三醇。
[0186]
可存在于本发明的可固化组合物中的所述一种或多种式1化合物的总量为基于组分(a)到(e)的总重量的0.2％至15％。在实施方案中，所述一种或多种式1化合物以基于组合物的总重量的0.1重量％至10重量％，例如0.2重量％至8重量％，或0.5重量％至5重量％，例如1重量％至3重量％，例如1.5重量％至2.5重量％的总量存在。
[0187]
所述一种或多种式1化合物可以是一种或多种二醇和/或三醇，有利地一种或多种三醇。有利地，一种或多种多元醇可以是一种或多种c
2-5
多元醇，更有利地一种或多种c
2-4
多
元醇。在本发明的一个尤其优选实施方案中，组分(d)包含以下、优选地主要由以下组成、最优选地由以下组成：丙烷三醇(propanetriol)，例如丙三醇(即1,2,3-三羟基丙烷，也称为甘油)，和/或季戊四醇。
[0188]
可存在于组合物中的组分(d)的一种或多种多元醇的总量为基于组合物的总重量的0.2重量％至8重量％，有利地0.5重量％至5重量％，更有利地1重量％至3重量％，最有利地1.5重量％至2.5重量％的量。
[0189]
在丙三醇和/或季戊四醇用作式1化合物的情况下，在实施方案中，丙三醇和/或季戊四醇可以以基于组合物的总重量的0.5重量％至5重量％的量存在于组合物中。
[0190]
烃基或碳水化物基团可以被取代或未被取代，例如未被取代。通常，取代是指一个取代基对一个氢原子的取代，或在由＝o或＝nr取代的情况下对两个氢原子的取代等等的概念。当特定基团被取代时，将通常被1至5个取代基，例如1至3个取代基，例如1或2个取代基，例如1个取代基取代。
[0191]
除非在本文中另外指明，否则一种或多种任选的取代基可以独立地是oh、nh2、卤素、三卤甲基、三卤乙基、-no2、-cn、-n

(c
1-6
烷基)2o-、-co2h、-co2c
1-6
烷基、-so3h、-soc
1-6
烷基、-so2c
1-6
烷基、-so3c
1-6
烷基、-oc(＝o)oc
1-6
烷基、-c(＝o)h、-c(＝o)c
1-6
烷基、-oc(＝o)c
1-6
烷基、＝o、-n(c
1-6
烷基)2、-c(＝o)nh2、-c(＝o)n(c
1-6
烷基)2、-n(c
1-6
烷基)c(＝o)o(c
1-6
烷基)、-n(c
1-6
烷基)c(＝o)n(c
1-6
烷基)2、-oc(＝o)n(c
1-6
烷基)2、-n(c
1-6
烷基)c(＝o)c
1-6
烷基、-c(＝s)n(c
1-6
烷基)2、-n(c
1-6
烷基)c(＝s)c
1-6
烷基、-so2n(c
1-6
烷基)2、-n(c
1-6
烷基)so2c
1-6
烷基、-n(c
1-6
烷基)c(＝s)n(c
1-6
烷基)2、-n(c
1-6
烷基)so2n(c
1-6
烷基)2、-c
1-6
烷基、-c
1-6
杂烷基、-c
3-6
环烷基、-c
3-6
杂环烷基、-c
2-6
烯基、-c
6-14
芳基、-c
6-14
杂芳基、-c
2-6
杂烯基、-c
3-6
环烯基、-c
3-6
杂环烯基、-c
2-6
炔基、-c
2-6
杂炔基、-z
u-c
1-6
烷基、-z
u-c
3-6
环烷基、-z
u-c
2-6
烯基、-z
u-c
3-6
环烯基、-z
u-c
2-6
炔基或-z
u-c
1-6
烷基芳基，其中zu独立地为o、s、nh或n(c
1-6
烷基)。
[0192]
示例性一种或多种任选的取代基独立地是卤素、三卤甲基、三卤乙基、-no2、-cn、-n

(c
1-6
烷基)2o-、-co2h、-so3h、-soc
1-6
烷基、-so2c
1-6
烷基、-c(＝o)h、-c(＝o)c
1-6
烷基、＝o、-n(c
1-6
烷基)2、-c(＝o)nh2、-c
1-6
烷基、-c
3-6
环烷基、-c
3-6
杂环烷基、-z
uc1-6
烷基或-z
u-c
3-6
环烷基，其中zu如上文所定义。
[0193]
如果任选的取代基表示两个任选被取代的烃基部分所附接的氧基部分，那么任选被取代的r表示醚部分。优选的任选取代基包含：羧基、羰基、氧基、氨基和/或甲氧基。
[0194]
表面活性剂
[0195]
水性可固化涂料组合物可进一步包含表面活性剂。应理解，这可改进作为蜂窝状玻璃保温材料的涂层的组合物的润湿特性以及组合物对蜂窝状玻璃保温材料的附着力。表面活性剂优选地以0.01重量％至0.5重量％，更优选0.1重量％至0.2重量％的量存在。任选地，在一个实施方案中，表面活性剂可以是低发泡表面活性剂。适合的低发泡表面活性剂可以选自：如通过ross miles测试(astm d1173)确定的评定为低发泡的表面活性剂(其产生的初始泡沫高度为5cm或更小或者在2分钟内消泡至小于5cm)，以及/或者在高剪切测试方法(astm d3519-88)中评定为不发泡的表面活性剂(其产生的泡沫高度为5cm或更小)。尤其优选表面活性剂为两性(两性离子)表面活性剂，例如氨基酸、咪唑啉和/或甜菜碱类表面活性剂。
[0196]
两性表面活性剂可以选自对ph敏感的表面活性剂，更有利地为在酸性条件(低ph)下展现出阳离子性质的表面活性剂。合适的实例包括n-烷基甜菜碱和/或羟基咪唑啉。最优选的表面活性剂为：碱金属(优选钠)辛酰基两性丙酸盐(sodium caprylo amphopropionate)，例如3-[2-(2-庚基-4,5-二氢-1h-咪唑-1-基)乙氧基]丙酸钠。
[0197]
微粒填充材料
[0198]
本文所描述的水性涂料组合物和涂层可任选地含有微粒填充材料。微粒填充材料通常为惰性的和/或充当填充材料。微粒填充材料可一般在组合物的使用条件下为惰性的(例如，不与硅酸盐组分(a)或固化剂(b)反应)。微粒填充材料可以是填料，即与本文所描述的涂料组合物的其它组分相比通常是便宜的。
[0199]
在本发明的优选实施方案中，微粒填充材料是耐火的。此类实施方案因此非常适合用作表面/衬底的耐火涂层。一旦固化到相应表面上，由此类组合物形成的涂层就可显示出良好的对火反应等级。对火反应等级可以根据本文中阐述的测试确定。技术人员将能够确定为了赋予良好的对火反应等级所需的耐火微粒的相对量。下文描述了合适的量。该微粒可例如为无机、矿物质或陶瓷微粒。该微粒的特定实例包括玻璃(例如通过研磨获得)、粘土、砂和火山凝灰岩(例如火山土(trass))。
[0200]
理想的是，微粒填充材料以给施加有涂层的给定表面的涂层提供适合的粘度和剪切阻力(shearing resistance)的量提供。不希望受理论所束缚，申请人已观察到用过多微粒填充材料使组合物过载会导致涂层较弱以及/或者涂层由于粘度增加而相对更难处理。不管微粒填充材料的性质如何，如果存在微粒填充材料，那么它以基于组合物的总重量的20重量％至30重量％、优选地22重量％至28重量％、且更优选地24重量％至26重量％的量存在于组合物中。
[0201]
微粒填充材料可分散、悬浮、溶解和/或以其它方式分布于组合物中。任选的颗粒(如果存在)优选地不溶于水中。在特定实施方案中，在环境和固化条件下，微粒填充材料对于水性涂料组合物和/或保温衬底材料的其它组分是惰性的。如本文所使用的环境条件是周围空气的温度和相对湿度。以此方式，微粒填充材料不会与组合物、涂层或保温材料中的其它组分发生化学反应。
[0202]
在特定实施方案中，微粒填充材料是玻璃。在进一步的特定实施方案中，微粒填充材料是由蜂窝状玻璃产生的粉末。举例来说，微粒填充材料可包括颗粒。由蜂窝状玻璃产生的粉末通常被研磨以得到期望颗粒。
[0203]
在一些实施方案中，填充材料具有在保温材料的热膨胀系数的50-150％范围内的热膨胀系数，其中填料具有至少0.30kg/dm3的体积密度。
[0204]
微粒填充材料可以具有在蜂窝状玻璃保温材料的泡孔壁材料的热膨胀系数的50-150％范围内的热膨胀系数。
[0205]
在本发明的实施方案中，填料的热膨胀系数为蜂窝状玻璃保温材料的热膨胀系数的至少55％，蜂窝状玻璃保温材料的泡孔壁材料的热膨胀系数的至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％或更尤其至少95％。
[0206]
在本发明的实施方案中，填料的热膨胀系数为蜂窝状玻璃保温材料的热膨胀系数的至多145％，蜂窝状玻璃保温材料的泡孔壁材料的热膨胀系数的至多140％、至多135％、至多130％、至多125％、至多120％、至多115％、至多110％或更尤其至多105％。
[0207]
在特定实施方案中，微粒填充材料具有在蜂窝状玻璃保温材料的热膨胀系数的90％至110％范围内的热系数。在进一步的特定实施方案中，微粒填充材料具有与蜂窝状玻璃保温材料的热膨胀系数基本上相同的热膨胀系数。以此方式，可避免剪切问题，从而使得涂层与蜂窝状玻璃保温材料衬底之间具有良好的相容性。此类相容性可通过将经涂布的蜂窝状玻璃保温材料放在人工气候室中来证实，在所述人工气候室中，样本被暴露于根据etag004-标准的气候循环中。以此方式，当微粒填料和保温材料具有相同或类似的热膨胀系数时，可能不会发生显著劣化。
[0208]
热膨胀系数可根据被称为tma的热机械分析进行测量。
[0209]
在一个实施方案中，填料的体积密度为至少0.33kg/dm3、至少0.35kg/dm3、至少0.38kg/dm3、至少0.40kg/dm3、至少0.42kg/dm3、至少0.44kg/dm3、至少0.46kg/dm3、至少0.48kg/dm3、至少0.50kg/dm3或更尤其至少0.52kg/dm3。
[0210]
在一个实施方案中，填料的振实密度为至少0.35kg/dm3、至少0.38kg/dm3、至少0.40kg/dm3、至少0.42kg/dm3、至少0.44kg/dm3、至少0.46kg/dm3、至少0.48kg/dm3、至少0.50kg/dm3、至少0.52kg/dm3、至少0.54kg/dm3、至少0.56kg/dm3、至少0.58kg/dm3或更尤其至少0.60kg/dm3。
[0211]
在本发明的上下文中，体积密度意指微粒材料的“自由沉降”或“堆积”密度，即，在除了将微粒材料倒入到容器(通常是带有体积刻度的圆柱形容器)中以外没有任何将所述材料压实于所述容器中的额外动作的情况下测量的密度。这与所谓的“振实密度”相反，振实密度为在使容器经受压实工艺之后测量的微粒材料的体积密度，所述压实工艺通常涉及在台面上振动容器或轻敲容器数次，通常10至20次，直到目视观察到微粒材料不再进一步被压实为止。
[0212]
在特定实施方案中，微粒填充材料包含与蜂窝状玻璃保温材料相同的材料。在特定实施方案中，微粒填充材料是与蜂窝状玻璃保温材料相同的材料。
[0213]
粒度和形状
[0214]
在特定实施方案中，碱硅酸盐和/或任选的颗粒填充材料(更具体来说，任选的特定填充材料)的平均粒度为20至500微米，例如30至250微米，例如50至200微米。该颗粒的d
90
可能小于300微米。
[0215]
在另一实施方案中，方便的是，碱硅酸盐和/或任选的颗粒填充材料(更常规地，任选的特定填充材料)具有使得平均粒度可为本文给出的那些值中的任一者的粒度分布(psd)，且更方便地具有单峰或双峰分布。
[0216]
在进一步的实施方案中，有用的是，微粒填充材料和/或碱硅酸盐颗粒包含至少50重量％的例如具有薄片状形状，任选地具有至少1.5、更任选地1.5至10的纵横比(长轴比短轴)并且例如具有约10微米的厚度的大体上非球形颗粒。
[0217]
在特定实施方案中，水性涂料组合物包含：
[0218]
(a)10重量％至40重量％的包含以以下量存在的硅酸钾和硅酸锂的碱硅酸盐：
[0219]
5重量％至15重量％的k2o；
[0220]
0.01重量％至1重量％的li2o；和
[0221]
5重量％至25重量％的sio2；
[0222]
且sio2与k2o的重量比为至少1；和
[0223]
(b)15重量％至60重量％的固化剂；和
[0224]
(c)0.1重量％至15重量％的一种或多种式1化合物
[0225]
r(oh)n式1
[0226]
其中
[0227]
r表示任选被取代的c
2-6
烃基或c
2-6
碳水化物部分，且n是1至6的整数；和
[0228]
(d)相对于组合物的总重量的0.02重量％至0.8重量％的表面活性剂；和
[0229]
(e)至少15重量％的水；
[0230]
其中重量％的量是基于水性涂料组合物的总重量计。
[0231]
水性涂料组合物的这些实施方案可进一步包含微粒填充材料，任选地其中所述微粒填充材料以相对于组合物的总重量的20重量％至30重量％的量存在。
[0232]
在一个实施方案中，水性涂料组合物可包含：
[0233]
(a)10重量％至25重量％的包含以以下量存在的硅酸钾和硅酸锂的碱硅酸盐：
[0234]
5重量％至10重量％的k2o；
[0235]
0.01重量％至0.5重量％的li2o；和
[0236]
5重量％至15重量％的sio2；
[0237]
且sio2与k2o的重量比为至少1，
[0238]
(b)20重量％至50重量％的固化剂，
[0239]
(c)0.1重量％至10重量％的一种或多种式1化合物
[0240]
r(oh)n式1
[0241]
其中
[0242]
r表示任选被取代的c
2-6
烃基或c
2-6
碳水化物部分，且n是1至6的整数；
[0243]
(d)相对于组合物的总重量的0.01重量％至0.5重量％的表面活性剂；和
[0244]
(e)至少15重量％的水；和
[0245]
(f)20重量％至30重量％的微粒填充材料，
[0246]
其中所指定的所有重量％的量都是相对于组合物的总重量。
[0247]
制备水性涂料组合物的方法
[0248]
本文所描述的水性涂料组合物可通过使用常规混合技术掺合呈所需量的所有组分来产生。然而，在第一实例中，特别优选的是首先调配包含硅酸锂、硅酸钾、丙三醇、表面活性剂和水的经改性硅酸盐组合物。可随后将经改性硅酸盐组合物与固化剂和任选的微粒填充材料混合在一起，优选地其中固化剂和微粒填充材料为不溶于水的。经改性硅酸盐组合物本身可以通过首先将硅酸钾和硅酸锂(任选地在水中)的溶液掺合在一起，接着添加式(i)化合物(即亲水性剂，例如丙三醇)和表面活性剂来制备。一种示例性方法描述于下文实施例中。
[0249]
硅酸钾涂层
[0250]
硅酸钾涂层可包含基于经固化涂层的总重量的20重量％至65重量％的碱硅酸盐，且所述碱硅酸盐包含硅酸钾。在特定实施方案中，所述涂层包含20重量％至65重量％的包含硅酸钾和硅酸锂的碱硅酸盐。在进一步的实施方案中，硅酸钾涂层包含20重量％至65重量％的硅酸盐组分，所述硅酸盐组分包含呈以下量的硅酸钾和硅酸锂：10重量％至32重量％的k2o、0.05重量％至1重量％的li2o和10重量％至32重量％的sio2，sio2与k2o的重量比
为至少1，其中所有％量都是基于硅酸钾涂层的总重量计。
[0251]
在一些实施方案中，硅酸钾涂层通过或可通过使如本文所描述的水性涂料组合物固化来获得。
[0252]
在特定实施方案中，硅酸钾涂层通过或可通过使包含以下的水性涂料组合物固化来获得：
[0253]
(a)10重量％至40重量％的碱硅酸盐，所述碱硅酸盐包含硅酸钾；和
[0254]
(b)15重量％至60重量％的固化剂；和
[0255]
(c)至少15重量％的水；
[0256]
其中重量％的量是基于水性涂料组合物的总重量计。
[0257]
在更特定实施方案中，硅酸钾涂层通过或可通过使包含以下的水性涂料组合物固化来获得：
[0258]
(b)10重量％至40重量％的包含以以下量存在的硅酸钾和硅酸锂的碱硅酸盐：
[0259]
5重量％至15重量％的k2o；
[0260]
0.01重量％至1重量％的li2o；和
[0261]
5重量％至25重量％的sio2；
[0262]
且sio2与k2o的重量比为至少1；和
[0263]
(b)15重量％至60重量％的固化剂；和
[0264]
(c)0.1重量％至15重量％的一种或多种式1化合物
[0265]
r(oh)n式1
[0266]
其中
[0267]
r表示任选被取代的c
2-6
烃基或c
2-6
碳水化物部分，且n是1至6的整数；和
[0268]
(d)0.02重量％至0.8重量％的表面活性剂；和
[0269]
(e)至少15重量％的水；
[0270]
其中重量％的量是基于水性涂料组合物的总重量计。
[0271]
硅酸钾涂层的这些实施方案的水性涂料组合物可进一步包含微粒填充材料，任选地其中所述微粒填充材料以相对于组合物的总重量的20重量％至30重量％的量存在。
[0272]
在一个实施方案中，硅酸钾涂层通过或可通过使包含以下的水性涂料组合物固化来获得：
[0273]
(a)10重量％至25重量％的硅酸盐组分，所述硅酸盐组分包含呈以下量的硅酸钾和硅酸锂：
[0274]
5重量％至10重量％的k2o；
[0275]
0.01重量％至0.5重量％的li2o；和
[0276]
5重量％至15重量％的sio2；
[0277]
且sio2与k2o的重量比为至少1，
[0278]
(b)20重量％至50重量％的固化剂，
[0279]
(c)0.1重量％至10重量％的一种或多种式1化合物
[0280]
r(oh)n式1
[0281]
其中
[0282]
r表示任选被取代的c
2-6
烃基或c
2-6
碳水化物部分，且n是1至6的整数；
[0283]
(d)相对于组合物的总重量的0.01重量％至0.5重量％的表面活性剂；和
[0284]
(e)至少15重量％的水；和
[0285]
(f)20重量％至30重量％的微粒填充材料，
[0286]
其中所指定的所有重量％的量都是相对于组合物的总重量。
[0287]
在一些实施方案中，硅酸钾涂层具有基本上均匀的表面。在一些实施方案中，该涂层的表面粗糙度可小于上面有所述涂层的蜂窝状玻璃保温材料的表面的表面粗糙度。更具体来说，该涂层可占据和/或填充蜂窝状玻璃保温材料的开口表面泡孔。以此方式，该涂层可为保温材料提供良好的涂饰(finish)。
[0288]
固化可通过本领域中已知的任何方式实现，例如通过混合固有地触发化学反应的组分、通过热方式，或通过辐照(例如，通过任选地在引发剂存在下进行电离辐射)来实现。可以采用如上文所描述的固化来获得硅酸钾涂层。
[0289]
水性涂料组合物中的挥发性组分(例如本文所描述的某些式i化合物)在存在时可在固化期间或固化之后蒸发掉。这些组分可能没有掺入到硅酸钾涂层中。水性涂料组合物中的其它组分(例如本文所描述的某些微粒填充材料)在存在时将在固化之后保留在组合物中。这些组分可能会掺入到硅酸钾涂层中。
[0290]
另外，硅酸钾涂层和涂料组合物可用作蜂窝状玻璃粘合剂。
[0291]
在相容的情况下，本文针对水性涂料组合物所描述的额外和替代特征也可以是硅酸钾涂层的额外和替代特征。
[0292]
蜂窝状玻璃保温材料
[0293]
本文所描述的涂层在蜂窝状玻璃保温材料(也称为“蜂窝状玻璃保温材料衬底”、“保温材料衬底”或“衬底”)的上表面上。所述保温材料衬底为蜂窝状玻璃保温材料衬底，也称为玻璃泡沫材料(例如，材料)。此保温材料是工厂制造的，符合标准en 13167、en 14305、astm c552。蜂窝状玻璃可很容易地提供小于0.065w/m.k的热导率、至少0.4n/mm2的抗压强度，且符合a1级对火反应，这意味着它是不可燃的。
[0294]
所述保温材料通常具有闭口泡孔结构。换句话说，所述保温材料衬底包含许多泡孔，所述泡孔包含保温材料的泡孔壁和不同材料的泡孔内部。通常，泡孔内部由气体(例如空气、n2和/或co2)构成。在闭口泡孔结构保温材料衬底的表面处，所述衬底可包含开口泡孔。开口泡孔可由闭口泡孔的一部分形成。举例来说，开口泡孔可以在形成闭口泡孔并且接着穿过闭口泡孔切割衬底以形成表面的情况下形成。
[0295]
替代地，开口泡孔可以在没有足够的泡孔壁保温材料来形成闭口泡孔的情况下形成。当所述保温材料衬底在经涂布表面处包括开口泡孔时，涂层可占据表面上的开口泡孔结构中的一些或全部。以此方式，可使涂层与保温材料衬底具有令人满意的附着力。
[0296]
在另一实施方案中，所述保温材料衬底具有平均泡孔直径在0.1至5.0mm的范围内、优选地为至少0.2mm、更优选地为至少0.3mm、甚至更优选地为至少0.4mm、还更优选地为至少0.5mm的蜂窝状结构。在实施方案中，平均泡孔直径为至多4.0mm、优选地至多3.0mm、更优选地至多2.5mm、甚至更优选地至多2.0mm、还更优选地至多1.7mm。
[0297]
申请人根据以下程序测定蜂窝状产品的平均泡孔直径。应从所述保温材料获取包含10
×
10cm面积的待涂布表面的样本。应从所述保温材料的中心处，即在每个边界的最大距离处获取样本。
[0298]
发泡产品的泡孔在它们形成时大致为球形的，理想地呈十四面体形式，即由8个六边形面和6个四边形面定界的规则3d形状。
[0299]
当切割泡孔时，其横截面将大致为圆形的。在所述保温材料的制造过程期间的若干影响可导致泡孔在一个或多个方向上伸长或变形。泡孔横截面可因此偏离大约圆形，从而形成较长轴线垂直于较短轴线的形状。
[0300]
应在待涂布表面上，优选地在显微镜下，用至少20
×
的光学放大率来测量泡孔直径。在此显微视图或图片中，当不能肯定时，可测定在给出约最高直径的第一方向上的平均泡孔直径以及在与第一方向垂直的第二方向上的平均泡孔直径。接着可通过将最小平均泡孔直径除以最大平均泡孔直径来确定两个平均泡孔直径的比率。
[0301]
在本发明的上下文中，应在与待涂布表面重合的平面中测定蜂窝状玻璃材料的样本的平均泡孔直径d。应通过计算显微镜图片上至少3.0cm长的直线段跨越泡孔壁的频率来确定平均泡孔直径“d”。如果显微镜图片并未大到足以容纳3.0cm的线段，那么可能需要使用适当软件将若干显微镜图片拼接在一起，以便获得代表至少3.0cm长的蜂窝状陶瓷样本的显微图片。接着使用公式(i)计算平均泡孔直径：
[0302]
d＝l/(0.7852*n)＝l/(0.616*n)(i)
[0303]
其中
[0304]
d为平均泡孔直径(以mm表示，具有10微米或更好的显著性)
[0305]
l为显微镜图片中跨越泡孔壁的线段的长度(以mm表示，但测量到10微米或更高的精确度)，且
[0306]
n为所述线段沿着其长度l与泡孔壁相交的次数。在本发明的上下文中，此数目应为至少40，否则需要选择更长的线段，或需要对样本的与一条或多条第一线没有共同的泡孔的另一部分执行额外的测量(其相交点被计数的额外线)。
[0307]
因数0.785被计算为π/4的四舍五入结果，符合astm d3576-15的附录x1中所描述的内容，即平均弦长度与平均泡孔直径之间的关系。因数0.616为四舍五入到相同精确度的因数0.785的平方。
[0308]
在本发明的上下文中，泡孔壁被定义为分隔两个泡孔的材料边界。然而，泡孔壁中可能存在气泡。如果线跨越气泡，那么包围所述气泡的泡孔壁应计数为一个泡孔壁，而不是两个泡孔壁。因此，在本发明的上下文中泡孔被定义为具有多于3个相邻者的空隙。泡孔通常具有非球形几何形状，因为在三个泡孔彼此会合处形成“拐角”。理想地，泡孔的形状为十四面体或相关形状。气泡仅具有3个或更少相邻者，且通常为几乎完全球形或椭圆形形状，通常不具有“拐角”。
[0309]
对于细长泡孔，该泡孔可以被设想为椭圆形而非球形。应在两个方向上执行上文所陈述的测量：一次沿泡孔的主要长轴，一次沿泡孔的主要短轴。应用公式(i)将得到前一测量的长轴(a)的长度以及后一测量的椭圆形短轴(b)的长度。然后可以将等效圆形直径计算为
[0310]
d＝√(a*b)
[0311]
通常，此测量在样本的同一表面上重复至少一次，更特别地至少两次，甚至更特别地至少三次，仍更特别地至少5次，所述线段被绘制在样本表面上彼此间隔至少2*d(其中d如公式i中所定义)的不同位置处。本发明人通常用具有10
×
10cm表面积的待涂布表面的样
本进行操作。本发明人通常通过在待用于泡孔直径测定的样本表面上绘制出将每一表面边界分成3个具有约相同尺寸的部分的矩形栅格而将所述表面分成9个具有约相同尺寸的区域。接着将单一中心区域标记为a，将与区域a接界的4个侧面区域标记为b，且将4个其余的拐点区域标记为c。本发明人通常在9个区域中的每一者中绘制出一个具有长度l的线段。本发明人通常使用所有9次测量结果。为简单起见，可使用针对区域a和b的测量结果，或者仅对针对区域a的结果充分求微分，但本发明人将9个测量结果的组合视为最终管控结果。然后应将n次单独测量中的每一者的单独结果di在全部n个测量结果中按数学方式平均化，以便获得样本的平均泡孔直径d。
[0312]
在一些实施方案中，保温材料衬底具有占板体积的至少2％至至多10％、优选地至少3％、更优选地至少4％的实心空间。在一个实施方案中，保温材料衬底具有占板体积的至多9％、特别地至多8％、更特别地至多7％、且甚至更特别地至多6％的实心空间。申请人已发现，将保温体的实心空间限制为至多如所指定的上限有助于保温材料衬底的优异保温特性。
[0313]
生产经涂布的保温材料的方法
[0314]
如本文所描述的生产经涂布的蜂窝状玻璃保温材料的方法不受特别限制。
[0315]
举例来说，生产经涂布的蜂窝状玻璃保温材料的方法可包括以下步骤：
[0316]
(i)提供如本文所描述的水性涂料组合物；
[0317]
(ii)将所述组合物施加到蜂窝状玻璃保温材料衬底的至少一个表面上；和
[0318]
(iii)引发所述组合物的固化。
[0319]
上述方法可导致所得保温材料涂层与保温材料衬底之间具有良好的附着力。
[0320]
步骤(ii)和(iii)可依序或同时进行。所述方法可以是连续过程或间歇过程的一部分。
[0321]
在一些实施方案中，步骤(ii)和(iii)在连续过程中依序进行，其中步骤(ii)在所述过程中在步骤(iii)之前发生。
[0322]
组合物可按任何适合方式在步骤(ii)中施加。举例来说，可以通过选自以下的方法施加组合物：喷涂、滚涂、刮抹、浸没以及瀑布方法(waterfall method)。
[0323]
步骤(iii)可包括使保温材料衬底上的涂层在20至100℃范围内的温度下干燥。在一些实施方案中，涂层在40至80℃范围内的温度下干燥。在特定实施方案中，涂层在50至70℃范围内的温度下干燥。在进一步的实施方案中，涂层在约60℃的温度下干燥。
[0324]
干燥步骤可以特别地被执行足够长的时间以获得涂层的基本完全固化。举例来说，在16℃下的干燥可以被执行3至6小时范围内的时间。在20℃下的干燥可以被执行2.5至6小时范围内的时间。在40℃下的干燥可以被执行60至120分钟范围内的时间。在60℃下的干燥可以被执行30至90分钟范围内的时间。在80℃下的干燥可以被执行15至60分钟范围内的时间。在100℃下的干燥可以被执行2至30分钟范围内的时间。在特定实施方案中，干燥步骤在约60℃下被执行至少60分钟，且任选地至多约90分钟。以此方式，组合物可以被充分固化，为涂层提供令人满意的涂饰，并且可以是工业生产过程的可接受时间。
[0325]
涂层的干燥可以在干燥隧道中执行。干燥可包括将红外辐射施加到涂布有组合物的保温材料衬底的表面上。
[0326]
在一些实施方案中，步骤(ii)被执行至少两次。在特定实施方案中，步骤(ii)被执
行两次。在这些实施方案中，步骤(ii)可以在步骤(iii)执行之前被执行至少两次，或者步骤(ii)可以在第一次执行步骤(iii)之后重复执行。来自第一次施加的组合物可以在第二次或后续将组合物施加到保温材料衬底上之前至少部分地固化。以此方式，保温材料衬底可具有具有两层硅酸钾涂层的表面。
[0327]
在一些实施方案中，由本文所描述的方法产生的经涂布的保温材料被维持在温度和/或相对湿度的受控条件下一段时间以允许固化继续。
[0328]
在一些实施方案中，所述方法进一步包括在步骤(iii)之后洗涤经涂布的保温材料的步骤。洗涤步骤可以使用水来洗涤经涂布的保温材料。所述水的ph可在6至8范围内。
[0329]
替代地，生产经涂布的蜂窝状玻璃保温材料的方法可包括以下步骤：
[0330]
(i)提供如本文所描述的水性涂料组合物；
[0331]
(ii)引发所述组合物的固化以形成硅酸钾涂层；以及然后
[0332]
(iii)将所述硅酸钾涂层施加到蜂窝状玻璃保温材料衬底的至少一个表面上。
[0333]
在这些替代性实施方案中，粘合剂可被纳入在硅酸钾涂层与蜂窝状玻璃保温材料衬底之间。
[0334]
在一些实施方案中，本文所描述的方法进一步包括对经涂布的绝缘材料的涂层进行上油漆(painting)、上清漆(varnishing)，将搪瓷和/或瓷砖施加到经涂布的绝缘材料的涂层上的步骤。
[0335]
固化可通过本领域中已知的任何方式实现，例如通过混合固有地触发化学反应的组分、通过热方式，或通过辐照(例如，通过任选地在引发剂存在下进行电离辐射)来实现。可在生产经涂布的保温材料的这些方法中采用如上文所描述的固化。
[0336]
水性涂料组合物中的挥发性组分(例如本文所描述的某些式i化合物)在存在时可在固化期间或固化之后蒸发掉。这些组分可能不会掺入到经涂布的保温材料的保温材料涂层中。水性涂料组合物中的其它组分(例如本文所描述的某些微粒填充材料)在存在时将在固化之后保留在组合物中。这些组分可能会掺入到经涂布的保温材料的保温材料涂层中。
[0337]
在相容的情况下，本文针对水性涂料组合物和硅酸钾涂层所描述的额外和替代特征也可以是产生经涂布的蜂窝状玻璃保温材料的方法的额外和替代特征。
[0338]
屋面甲板
[0339]
倒置式屋面包括屋面甲板，其有时被称作结构甲板。屋面甲板通常提供上面安装了倒置式屋面的防水层和保温层的平台。通常，屋面甲板是混凝土板。然而，可使用木制和金属屋面甲板。
[0340]
防水层
[0341]
倒置式屋面包括位于屋面甲板与蜂窝状玻璃保温层之间的防水层。适用于倒置式屋面的防水层本身是已知的，且可使用任何已知的倒置式屋面防水层。常用防水层包括增强沥青膜(rbm)、单层膜、液体涂膜和热熔整体防水材料。
[0342]
增强沥青膜rbm需要双层施加。它们可被完全粘合或松弛地铺设。rbm的厚度可以在6至8mm范围内。单层膜的厚度可以在1.2至2mm范围内。它们通常被松弛地铺设，且接合点通过热风焊接。单层膜可能需要砂浆层来下落。液体涂膜的厚度可以在1.2至2mm范围内。它们通常被完全粘合。液体涂膜通常需要双重涂层施加。热熔整体膜的厚度可以在8至10mm范围内。它们通常被完全粘合到涂有底漆的衬底上。双重涂层施加是典型的。在某些实施方案
中，防水层是热熔整体膜。
[0343]
防水层定位于屋面甲板与保温层之间。防水层通常定位于屋面甲板的上表面上。防水层可被直接施加或铺设到屋面甲板的表面上。替代地，防水层可包括介于屋面甲板与防水层之间的一个或多个间隙层。举例来说，底漆层可定位于屋面甲板表面的至少一部分与防水表面之间。此底漆层可有助于防水层粘附到屋面甲板。
[0344]
倒置式屋面可包括两个或更多个定位于屋面甲板与保温层之间的防水层。
[0345]
屋面压载物
[0346]
倒置式屋面可进一步包括被定位成直接或间接邻接蜂窝状玻璃保温层的上表面的屋面压载物。换句话说，屋面压载物可被定位在蜂窝状玻璃保温层的顶部上。以此方式，蜂窝状玻璃保温层可被屋面压载物压降和/或大体上固定。
[0347]
适合用于倒置式屋面的屋面压载物本身是已知的，并且可以选择适合的倒置式屋面压载物。屋面压载物例如可以是混凝土、石材或其它铺装板或砾石压载物。
[0348]
替代地，屋面压载物可以是高架地板通道或具有地板涂饰面的基座。此类屋面压载物可以用于阳台、可出入区域、行人走道。
[0349]
水流减少层
[0350]
倒置式屋面可包括一个或多个水流减少层。水流减少层(wfrl)可被添加在保温体的顶部上。wfrl使流动穿过保温体到达屋面甲板表面的水减到最少。
[0351]
所述一个或多个水流减少层可定位于蜂窝状玻璃保温层的顶部上。换句话说，所述一个或多个水流减少层可定位于蜂窝状玻璃保温层的最上面的层的保护涂层顶部上。另外或替代地，一个或多个水流减少层定位于蜂窝状玻璃保温层与屋面甲板之间。在一些实施方案中，所述一个或多个水流减少层可以在蜂窝状玻璃保温层与防水层之间。
[0352]
水流减少层的实例包括但不限于可获自陶氏化学公司(dow chemical company)的xenergy mk。
[0353]
排水层
[0354]
倒置式屋面可包括一个或多个排水膜。所述排水膜可以是例如橡胶碎屑或具有土工织物的排水膜。排水层的非限制性实例包括(可购自low&的solutions系列的一部分)、可购自d
ǒ
rken的top以及可购自bauder的bauder pro-mat。
[0355]
所述一个或多个排水膜可定位于蜂窝状玻璃保温层的顶部上。在这些实施方案中，排水膜可保护蜂窝状玻璃保温层的上表面例如免受砾石屋面压载物的渗透。
[0356]
在某些实施方案中，倒置式屋面包括排水膜和水流减少层。在这些实施方案中，水流减少层可定位于蜂窝状玻璃保温层的顶部上，且排水膜可定位于水流减少层的顶部上。
[0357]
另外或替代地，倒置式屋面包括在蜂窝状玻璃保温层下方的一个或多个排水层。在这些实施方案中，排水膜可以确保水被排出且不会滞留在保温体下方。
[0358]
安装倒置式屋面的方法
[0359]
本发明还提供了一种安装倒置式屋面的方法，所述方法包括以下步骤：
[0360]-将防水层安装到屋面甲板上；以及接着
[0361]-将蜂窝状玻璃保温层安装到所述防水层和所述屋面甲板上，使得所述防水层定位于所述屋面甲板与所述蜂窝状玻璃保温层之间；
[0362]
所述蜂窝状玻璃保温层包含一个或多个蜂窝状玻璃保温材料层，且其中位于所述蜂窝状玻璃保温层的上端面处的蜂窝状玻璃保温材料包含位于蜂窝状玻璃保温材料的上表面上的保护涂层。
[0363]
本文针对倒置式屋面所描述的额外和替代特征也是安装倒置式屋面的方法的额外和替代特征。
[0364]
***
[0365]
前文说明书或所附权利要求书或附图中所公开的被表述为呈其特定形式或从用于执行所公开的功能的方式或用于获得所公开的结果的方法或工艺的角度表述的特征在适当时可单独地或以这类特征的任何组合用于以其多样化的形式实现本发明。
[0366]
虽然本发明已结合上文所描述的示例性实施方案加以描述，但是当给出本公开时，本领域的技术人员将清楚许多等效修改和变化形式。因此，上文所阐述的本发明的示例性实施方案被视为是说明性的而不是限制性的。可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对所描述实施方案作出各种改变。
[0367]
为了避免任何疑惑，出于提高读者理解的目的提供了本文所提供的任何理论解释。本发明人不希望受这些理论解释中的任一者所束缚。
[0368]
本文使用的任何章节标题仅出于组织目的，而不应被解释为限制所描述的主题。
[0369]
贯穿包括所附权利要求书在内的本专利说明书，除非上下文另有要求，否则词语“包含(comprise)”和“包括(include)”以及变化形式(例如“包含(comprises)”、“包含(comprising)”和“包括(including)”)应理解为暗示包括所陈述整数或步骤或者整数或步骤的群组，但不排除任何其它整数或步骤或者整数或步骤的群组。
[0370]
必须注意，除非上下文另外明确规定，否则如本专利说明书和所附权利要求书中所使用，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该/所述(the)”包括多个指示物。范围在本文中可能会被表述为从“约”一个特定值和/或至“约”另一个特定值。当表述此类范围时，另一实施方案包括从一个特定值和/或至另一个特定值。类似地，当通过使用先行词“约”将值表述为近似值时，应当理解特定值形成另一个实施方案。关于数值的术语“约”是任选的，并且意思是例如 /-10％。
[0371]
测试方法
[0372]
除非另外指示，否则本文中的所有测试都在如在本文中也被定义的标准条件下进行。
[0373]
粒度
[0374]
如本文中所提及的粒度和粒度分布是按重量计，并且使用配备有样本分散单元25hydro 2000s的malvern mastersizer 2000(由malvern instruments ltd.,uk供应)测定。
[0375]
标准(或环境)条件
[0376]
如本文所使用，除非上下文另外指示，否则如本文所使用的标准或环境条件意指大气压、50％
±
5％的相对湿度、环境温度(22℃
±
2℃)，以及小于或等于0.1m/s的气流(如果存在气流)。除非另外指示，否则本文中的所有测试都在如本文中定义的标准条件下进行。
[0377]
水吸收
[0378]
对于每种待测试的涂料组合物，用涂布有待测试的涂料组合物(涂层的进一步细节可提供于本文的表和实施例中)的蜂窝状玻璃面板衬底(以商标购得)制备三个200
×
200mm试样。然后根据en1609方法b通过部分浸没(在 23℃下)测试这些试样的初始、短期和长期水吸收量(如果小于0.5kg/m2，那么减去初始水吸收量)。测定测试开始时的初始质量(表示为m0)，然后将测试试样放入水浴中，其放置位置使得涂布有待测试的涂料组合物的侧面部分浸没于水中且测试试样的底端面低于水平面10
±
2mm。在10s之后，从浴液中移出测试试样，将其保持水平且在5秒内放置于已知质量的塑料托盘中。这允许测定初始吸水量(表示为m1)。再次将测试试样放入水浴中，部分浸没(到10
±
2mm的深度)。在此测试期间将水平面保持在恒定水平。24小时后，从浴液中移出测试试样，并且测定24小时之后吸收的水的质量(m
24
)，这得到短期水吸收量(短期wa)。在28天之后，也可根据en 12087方法b通过部分浸没以类似方式来测定长期水吸收量(长期wa)。从此测试产生的数据提供于本文的表和实施例中。
[0379]
表9中的数据表明，本发明的涂料组合物抵抗水吸收，提供良好的硅酸钾涂层，且因此改进上面涂布有本发明的涂料组合物的蜂窝状玻璃面板的耐候性。
[0380]
防火性能/耐火性
[0381]
为了评估涂层在遇火时的性能，从尺寸为90mm宽
×
190mm长的经涂布衬底的样本上切割出经涂布试样。测试试样具有60mm的最大厚度，每个所测试的暴露条件使用至少6个试样。使测试试样经历单一火焰源测试(iso11925-2 2010)，以通过使用竖直定向的测试试样在零外加辐照度下直接小火焰冲击来测定产品的可燃性。该测试在测试腔室内部进行，使竖直安装的测试试样的边缘和表面暴露于气火焰中15秒，之后去除火焰并且继续测试以观察任何由此引起的点火。本文中在表10中给出这些测试的结果。施加有涂层的衬底中的大部分为已知的蜂窝状玻璃面板，其在未涂布时通常为耐火的。
[0382]
如本文所使用的术语“耐火性”表示由涂层制备并且如上文所描述的那样测试的经涂布试样被认为已经通过iso 11925-2 2010中所陈述的标准，所述标准为：在测试的持续时间期间未发生点火；或者如果发生点火，火焰尖端未达到试样上火焰施加点上方150mm并且未产生燃烧滴落物。对于未经涂布的材料(例如前驱体可固化涂料组合物和/或其组分)，如本文所使用的“耐火性”是指当所述材料用作涂层或其组分以形成如上文所描述的那样测试的经涂布试样时，所述经涂布试样具有耐火性或保持了耐火性(例如，在未经涂布的衬底在相同测试中已具有耐火性的情况下)。耐火性可能是由于耐火材料的固有性质以及/或者该材料是如何并入到保护涂层中以赋予耐火性的。已知未经涂布的蜂窝状玻璃具有高度耐火性。
[0383]
以下数据表明，本发明的某些所测试涂料组合物为耐火的。
[0384]
根据行业标准en 13820:2003、en iso 1716:2010和en iso 1182测试组合件的防火性能。遵循en iso1716获得的结果均属于依据根据en 13501-1和en iso 1182和en iso 1716的a级的“不可燃”级别。
[0385]
耐太阳辐射性(uv测试)
[0386]
使组合件的测试试样(尺寸为300
×
200
×
50mm)在quv-spray设备(uva灯，60分钟灯光，9分钟灯光加雨，空气温度 50℃)中经受uv老化测试，以评估耐候性(uv 雨)。
[0387]
实施例
[0388]
将参考以下非限制性实施例说明本发明。
[0389]
实施例1
[0390]
采用多阶段工艺制取适合于形成可用于本发明的倒置式屋面中的保护涂层的水性涂料组合物。此实施例描述第一步骤。在第一阶段中，由表1中所示的以下成分制取硅酸盐组合物(实施例1)。具体来说，提供含有90.7％硅酸盐组分和9.3％水的组合物。90.7％硅酸盐组分由表1中所示的以干质量重量表示的相对量的k2o、li2o和sio2构成。
[0391]
表1
[0392][0393]
其中m2o表示li2o和k2o，且k2o的分子量为94.2，li2o的分子量为29.88，且sio2的分子量为60.08。
[0394]
实施例2
[0395]
此实施例描述实施例1中所提及的多步骤工艺的第二阶段。在第二阶段中，向上述硅酸盐组合物(实施例1)中添加如表2中所示的额外有机组分(4.7重量％的丙三醇和0.6重量％的以商标名crodateric
tm
cyap-lq-(ap)(也称为cyap)购自croda的辛酰基两性丙酸钠)，以形成经改性的硅酸盐组合物(被称作“实施例2”)。水含量未在下表中明确地描述，但应了解，组合物中组分的剩余重量余量由水组成。
[0396]
表2
[0397][0398]
实施例3
[0399]
如本文所描述的那样制备的涂料组合物“实施例3.1和3.2”(也称为“经改性的硅酸盐”)是通过向实施例2的组合物中添加固化剂和微粒材料(研磨的蜂窝状玻璃粉末)来制取的。所得组合物实施例3.1和实施例3.2中的相应组分的相对量描述于下文表3中。
[0400]
表3
[0401][0402]
其中206(79％p2o5和20％al2o3)；748(60％p2o5和36％al2o3)；填料表示来自板的生产的微粒玻璃材料，且具有图2中所示的粒度分布。
[0403]
独立组分的最终重量％的量如下方表4中所示。
[0404]
表4
[0405][0406]
在实施例3.1中，sio2/k2o质量比为1.33，且sio2/m2o质量比为1.31(其中m2o＝k2o li2o)。
[0407]
将所得涂料调配物施加到可以商标t4 购得的蜂窝状玻璃板上，以在
其上形成均匀涂层，且接着固化。施加到所述板上的组合物的量使得涂层在干燥和固化之后具有如以下各表中所指定的平均厚度(通常1.5mm或3mm)。所有样本均显示出良好的粘合/抗张强度(因为已发现所有破坏都发生在衬底而非涂层中)。
[0408]
涂布有实施例1的涂料组合物的板的抗压强度测试得到高于600kpa的平均值，这表明涂层的抗压强度比板更强。
[0409]
实施例4和5
[0410]
除实施例3的涂料调配物以外，还用两种经改性的调配物(实施例4和实施例5)制备混合物，将固化剂的一部分用tras(细粉状火山岩石)替换。所述涂料组合物容易施加并且显示出自流平效果。通过稍微改变实施例3.1的配方并且添加约5％tras代替对应量的固化剂，组合物可施加到蜂窝状玻璃表面上。制备具有在1kg/m2(约0.6mm)至2.4kg/m2(约1.5mm)范围内的不同平均覆盖度的样本。大部分样本是在实验室环境条件(约 23℃和50％rh)下固化的，但一些样本经受了加速固化，这通过将其在施加到蜂窝状玻璃表面上之后立即放入 40℃的烘箱中来进行。
[0411]
性能数据(实施例1至5)
[0412]
水吸收
[0413]
下表(表5)中的结果表明，如本文所描述的硅酸钾保护涂层提供了抗水吸收的涂层，如通过在将涂布有如本文所描述的涂料组合物的不同样本部分浸没时测量的短期和长期水吸收量(wa)所证明的。
[0414]
表5
[0415][0416]
耐火性
[0417]
下表(表6)中的结果表明，本发明的涂层赋予涂布有如本文所描述的涂料组合物的样本耐火性。
[0418]
表6
[0419]
对火反应测试(en iso 11925-2,2010)边缘暴露(n＝3)(涂布实施例3.1)
[0420] 边缘暴露表面暴露火焰施加时间15s15s燃烧滴落物无无燃烧锥高度1 cm3cm
[0421]
该涂层可根据欧洲标准en 13501-1归为a耐火级别，如表7中的结果所示。
[0422]
表7
[0423] ab所使用的涂料组合物实施例3.1实施例3.2δt(℃)8.93.7tf(s)(4)00pcs(mj/kg)0.23780.2378
[0424]
耐太阳辐射性(uv测试)
[0425]
使具有根据实施例3.1的涂层的t4 衬底的测试试样(尺寸为300
×
200
×
50mm)在quv-spray设备(uva灯，60分钟灯光，9分钟灯光加雨，空气温度 50℃)中经受uv老化测试，以评估耐候性(uv 雨)。在220次循环的完整测试运行之后，目视检查经涂布样本的状况(褪色、裂痕、剪切)。未观测到视觉或物理瑕疵。
[0426]
实施例6
[0427]
在t3 的80mm厚板表面上形成涂层，所述涂层具有47重量％的实施例1的经改性水玻璃、28重量％的fabutit(19％fabutit 206和9％fabutit 748)以及25％碎片微粒foamglas t3 ，且厚度为约1.5mm(约2.4kg/m2)。
[0428]
在4周固化和老化时间之后，根据带抹灰层的外墙外保温复合系统欧洲技术认证指南(etag 004)，在被设计成运行热循环的气候测试腔室中测试经涂布的蜂窝状玻璃保温材料的样本。
[0429]
热循环由按给定顺序的三个循环组成：
[0430]
1. 80次热-雨循环，其由以下组成：
[0431]
a.在1小时内加热到 70℃且在70℃下保持2小时；
[0432]
b.接着在1小时期间以1升/m2min喷水且排水2小时时间；
[0433]
2.随后：5次热冷循环，其由以下组成：
[0434]
a.在1小时内加热到 50℃且在50℃下保持7小时；
[0435]
b.接着在2小时内冷却到-20℃且维持-20℃14小时；
[0436]
3.随后：30次根据en16383的润湿、冷冻和解冻循环，即，通过如下方法调理测试壁：首先用温度为(15
±
5)℃、量为(1.5
±
0.5)升/(m2分钟)的水润湿8小时，然后开始30次由以下组成的循环：
[0437]
a.在至少2h内将样本的表面冷冻到(-20
±
5)℃，且维持4小时(最长总共6小时)；
[0438]
b.使样本在(20
±
5)℃的温度下解冻1小时；
[0439]
c.用温度为(15
±
5)℃、量为(1.5
±
0.5)升/(m2分钟)的水润湿样本1小时。
[0440]
结果
[0441]
在热循环程序(包括严重润湿、冷冻和解冻循环)之后，检查测试样本。涂层未显示出剪切破坏。
[0442]
其中未被涂布的样本的边缘明显受冻结和解冻循环影响，且呈现出具有有限刚度的易碎表面。当削减掉1cm边缘时，我们观察到冻结和解冻循环导致泡孔破裂，使得水分可系统地进入更深且深入中。
[0443]
然而，碱硅酸盐涂层仍结实且坚硬(且未表现出表面破碎的迹象)。
[0444]
陈述：
[0445]
1.一种倒置式屋面，其包括：
[0446]
屋面甲板、蜂窝状玻璃保温层和防水层；且其中
[0447]
所述屋面甲板支撑所述防水层和所述蜂窝状玻璃保温层；
[0448]
所述防水层定位于所述屋面甲板与所述蜂窝状玻璃保温层之间；且
[0449]
所述蜂窝状玻璃保温层包含一个或多个蜂窝状玻璃保温材料层，且最上面的蜂窝状玻璃保温材料层在其最上面的表面上包含保护涂层，使得所述保护涂层形成所述蜂窝状玻璃保温层的上端面。
[0450]
2.根据段落1所述的倒置式屋面，其中所述保护涂层包含碱硅酸盐。
[0451]
3.根据段落2所述的倒置式屋面，其中所述保护涂层包含基于涂层的总重量的20重量％至65重量％的碱硅酸盐，且所述碱硅酸盐包含硅酸钾。
[0452]
4.根据段落3所述的倒置式屋面，其中所述保护涂层包含20重量％至65重量％的包含硅酸钾和硅酸锂的碱硅酸盐。
[0453]
5.根据前述段落中的任一者所述的倒置式屋面，其中所述保护涂层进一步包含固化剂。
[0454]
6.根据段落5所述的倒置式屋面，其中所述固化剂包含磷酸铝。
[0455]
7.根据任一前述段落所述的倒置式屋面，其中所述保护涂层进一步包含相对于涂层的总重量的20重量％至40重量％的量的微粒填充材料。
[0456]
8.根据段落7所述的倒置式屋面，其中所述微粒填充材料的体积密度是0.3kg/dm3。
[0457]
9.根据段落7或段落8所述的倒置式屋面，其中所述微粒填料的热膨胀系数在所述蜂窝状玻璃保温材料的50％至150％范围内。
[0458]
10.根据段落9所述的倒置式屋面，其中所述微粒填充材料具有与所述蜂窝状玻璃保温材料基本上相同的热膨胀系数。
[0459]
11.根据前述段落中的任一者所述的倒置式屋面，其中所述保护涂层包含：
[0460]
(a)20重量％至65重量％的包含以以下量存在的硅酸钾和硅酸锂的碱硅酸盐：
[0461]
10重量％至32重量％的k2o；
[0462]
0.05重量％至1重量％的li2o；和
[0463]
10重量％至32重量％的sio2；
[0464]
且sio2与k2o的重量比为至少1；和
[0465]
(b)任选的20重量％至40重量％的微粒填充材料；
[0466]
当时所有％量都是按所述硅酸钾涂层的总重量计。
[0467]
12.根据前述段落中的任一者所述的倒置式屋面，其中所述保护涂层是通过使包
含碱硅酸盐和固化剂的水性涂料组合物固化来形成，其中所述水性涂料组合物包含：
[0468]
(a)10重量％至50重量％的所述碱硅酸盐，所述碱硅酸盐包含硅酸钾；和
[0469]
(b)15重量％至60重量％的固化剂；和
[0470]
(c)至少15重量％的水；
[0471]
其中重量％的量是基于所述水性涂料组合物的总重量计。
[0472]
13.根据段落12所述的倒置式屋面，其中所述水性涂料组合物包含：
[0473]
(a)10重量％至40重量％的包含以以下量存在的硅酸钾和硅酸锂的碱硅酸盐：
[0474]
5重量％至15重量％的k2o；
[0475]
0.01重量％至1重量％的li2o；和
[0476]
5重量％至25重量％的sio2；
[0477]
限制条件是sio2与k2o的重量比为至少1；和
[0478]
(b)15重量％至60重量％的所述固化剂；和
[0479]
(c)0.1重量％至15重量％的一种或多种式1化合物
[0480]
r(oh)nꢀꢀ
式1
[0481]
其中
[0482]
r表示任选被取代的c
2-6
烃基或c
2-6
碳水化物部分，且n是1至6的整数；和
[0483]
(d)相对于所述组合物的总重量的0.02重量％至0.8重量％的表面活性剂；和
[0484]
(e)至少15重量％的水；
[0485]
其中重量％的量是基于所述水性涂料组合物的总重量计。
[0486]
14.根据前述段落中的任一者所述的倒置式屋面，其中所述倒置式屋面进一步包括在所述蜂窝状玻璃保温层的顶部上的屋面压载物。
[0487]
15.一种安装倒置式屋面的方法，所述方法包括以下步骤：
[0488]
(i)将防水层安装到屋面甲板上；以及接着
[0489]
(ii)将蜂窝状玻璃保温层安装到所述防水层和所述屋面甲板上，使得所述防水层定位于所述屋面甲板与所述蜂窝状玻璃保温层之间；
[0490]
且其中所述蜂窝状玻璃保温层包含一个或多个蜂窝状玻璃保温材料层，且最上面的蜂窝状玻璃保温材料层在其最上面的表面上包含保护涂层，使得所述保护涂层形成所述蜂窝状玻璃保温层的上端面。