BR112015017318B1

BR112015017318B1 - Agente inorgânico à prova de chamas, livre de halogênio produzido a partir da lama vermelha recarbonizada modificada, método para a produção de um agente inorgânico à prova de chamas livre de halogênio, sistema de materiais à prova de chamas, método para a produção de um sistema de materiais à prova de chamas e uso do agente à prova de chamas

Info

Publication number: BR112015017318B1
Application number: BR112015017318-7A
Authority: BR
Inventors: Christian Rocktãschel
Original assignee: Fluorchemie Gmbh Frankfurt
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2021-10-05
Also published as: JP6077137B2; IL239819A0; RU2645511C2; JP2016514077A; CN104937017B; EP2948502B1; CA2892768C; DE102013001520A1; CA2892769C; RU2645529C2; HK1210197A1; JP2016510352A; AU2014210225A1; EP2948503B1; ES2681535T3; CA2892768A1; EP2948503A2; CA2892769A1; WO2014114283A3; KR101780720B1

Abstract

agente inorgânico inovador à prova de chamas livre de halogênio, à base de lama vermelha recarbonizada quimicamente modificada, sistema de materiais à prova de chamas, método para a produção e uso dos mesmos. trata-se a presente invenção de um agente inorgânico à prova de chamas livre de halogênio produzido a partir da lama vermelha recarbonizada modificada (mkrs-ht) com a seguinte composição mineral: de 10 a 50 por cento em peso de compostos de ferro, de 12 a 35 por cento em peso de compostos de alumínio, de 5 a 17 por cento em peso de compostos de silício, de 2 a 10 por cento em peso de dióxido de titânio, de 0,5 a 6 por cento em peso de compostos de cálcio e, opcionalmente, impurezas inevitáveis, sendo que a proporção em peso de carbonato de fe (ii) para os óxidos de ferro é de pelo menos 1. o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, pode ser utilizado como um agente retardante de chamas na faixa de temperatura alta. a presente invenção também se refere a um agente inorgânico à prova de chamas livre de halogênio produzido a partir da lama vermelha recarbonizada reidratada modificada, que pode ser utilizado como um agente retardante de chamas, tanto na faixa de temperatura baixa, como na faixa de temperatura alta, bem como a métodos para produzir o mesmo e ao uso do mesmo, como agentes retardantes de chama. a presente invenção também se refere a um sistema de materiais à prova de chamas e a métodos para produzir o mesmo. o composto, de acordo com a presente invenção, é apropriado para aplicações, como, por exemplo, material adensante para lama de perfuração, blindagem eletromagnética e radioativa e como aditivo para solo destinado à plantação.

Description

Campo da Invenção:

[001] Trata-se a presente invenção de um agente inorgânico à prova de chamas, livre de halogênio produzido a partir da lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT), que pode ser utilizada como um retardante de chamas na faixa de temperatura alta, bem como de um agente inorgânico à prova de chamas, livre de halogênio produzido a partir de uma lama vermelha recarbonizada reidratada modificada (MR2S-NT), que pode ser utilizada como um agente à prova de chamas, tanto na faixa de temperatura baixa, como também na faixa de temperatura alta, e também se refere a métodos para a produção e o uso do mesmo, como retardantes de chamas. A presente invenção também se refere a um sistema de materiais à prova de chamas e a métodos para a produção do mesmo. Além disso, o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, pode ser utilizado em outras aplicações, como, por exemplo, para o isolamento térmico e armazenamento térmico, para o isolamento acústico e blindagem contra ondas eletromagnéticas, como um substituto da barita e como um substituto do trióxido de antimônio (Sb2O3).

Fundamentos da Invenção: INIBIÇÃO DE CHAMAS

[002] Os agentes à prova de chamas são inibidores de incêndio que se destinam a limitar, desacelerar ou prevenir a propagação de incêndios.

[003] Os agentes à prova de chamas são utilizados sempre que potenciais fontes de ignição estão presentes ou quando o uso de materiais combustíveis constitui um risco de segurança.

[004] As crescentes exigências de segurança e a crescente utilização de plásticos de alta qualidade em vez de metais e ligas metálicas, por exemplo, na indústria da construção, na fabricação de aeronaves e automóveis e nas mobílias internas, levaram a uma crescente necessidade de agentes à prova de chamas.

[005] O modo de ação dos agentes à prova de chamas baseia-se em diferentes efeitos: - Interrupção da reação em cadeia de radicais dos gases produzidos durante a pirólise do material; - Formação de um revestimento protetor de material carbonizado (intumescência), a fim de evitar o acesso de oxigênio e calor; - Refrigeração do processo de combustão através da iniciação de uma decomposição endotérmica ou evaporação da água ligada; - Diluição dos gases combustíveis por substâncias gasosas inertes (como, por exemplo, CO2, que é produzido pela decomposição endotérmica de carbonatos); - Liquefação, ou seja, formação de uma massa fundida que flui da zona do fogo e, simultaneamente, reduz a área de superfície.

[006] A maioria dos agentes à prova de chamas desencadeia um ou mais dos referidos efeitos físico-químicos.

[007] Portanto, os seguintes quatro tipos de agente à prova de chamas destacam-se: - Agentes aditivos à prova de chamas - estes são incorporados nas substâncias combustíveis; - Agentes reativos à prova de chamas - as próprias substâncias são componentes do material, por polimerização em plástico; - Agentes inerentes à prova de chamas - o próprio material é à prova de chamas; - Revestimento - o agente à prova de chamas é aplicado como um revestimento sobre a substância combustível a partir do exterior.

[008] Neste caso, em agentes reativos à prova de chamas, existem três abordagens principais diferentes, para atingir uma determinada propriedade de prova de chamas em sistemas poliméricos: - Sistemas retardantes de chamas (ER) intumescentes: por exemplo, derivados de melamina com polímero; - Sistemas retardantes de chamas (FR) livres de halogênio: em particular, hidróxido de alumínio (ATH), hidróxido de magnésio (MDH), polifosfato de amônio (APP), e/ou; - Sistemas retardantes de chamas (FR) contendo halogênio: por exemplo, cloreto de polivinila (PVC) com trióxido de antimônio (Sb2O3) e/ou sistemas orgânicos retardantes de chamas contendo halogênio com trióxido de antimônio (Sb2O3) e polímero.

[009] Os importantes agentes à prova de chamas reativos e inerentes, mas também aditivos têm sido criticados por razões toxicológicas, em particular, por causa da formação de gases tóxicos ou ambientalmente prejudiciais durante o processo de decomposição, e estão agora sujeitos a uma rigorosa avaliação de risco. Isto se aplica, em especial, aos agentes à prova de chamas contendo halogênio, de modo que há uma grande demanda para os chamados agentes retardantes de chamas livres de halogênio (materiais de enchimento retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR)), principalmente, os agentes inorgânicos à prova de chamas, que têm ganhado cada vez mais importância.

[010] O hidróxido de alumínio (ATH) é o agente inorgânico à prova de chamas mais importante em termos de quantidade. Inicialmente, o hidróxido de alumínio (ATH) foi utilizado em sistemas de poliolefina, em particular, para as chamadas aplicações de Fios & Cabos (W&C).

[011] Desde os anos setenta, alternativas têm sido cada vez mais testadas, como, por exemplo, hidróxido de magnésio (MDH), que tem uma temperatura de decomposição mais elevada e também foi e é utilizado em sistemas como, por exemplo, polipropileno e poliamidas, como material de enchimento retardante de chamas livre de halogênio (OHFR). As desvantagens do hidróxido de magnésio (MDH) são, por um lado, o preço comparativamente elevado e, por outro lado, os problemas que ocorrem sob temperaturas de processamento superiores a 300°C, visto que aqui os produtos existentes no mercado já se decompõem quando submetidos à eliminação da água.

[012] Ao mesmo tempo, como o hidróxido de alumínio (ATH), o polifosfato de amônio (APP) e os seus derivados ocorreram, mas estes têm, inter alia, a desvantagem de serem suscetíveis a um teor de umidade (ensaios de imersão em água em componentes elétricos) e já liberam amônia a uma temperatura de 170°C.

[013] Nos termoplásticos técnicos, como, por exemplo, poliamidas e poliésteres, têm sido utilizados os derivados de melamina, como, por exemplo, isocianurato de melamina, cianurato de melamina e polifosfato de melamina, em adição ao hidróxido de magnésio.

[014] Além disso, nos fatores de carga de até 65% em peso do respectivo material de enchimento retardante de chamas livre de halogênio (OHFR) no composto polimérico à prova de chamas, que pode ser necessário, por exemplo, para alcançar uma classe de inflamabilidade requerida (por exemplo, UL 94 vertical, V-0), ocorrem problemas técnicos no que diz respeito ao processamento (comportamento de extrusão), bem como problemas com o perfil de propriedade (diminuição nas características mecânicas e elétricas, em comparação com o polímero não preenchido). Essas dificuldades aumentam em fatores de carga ainda maiores - praticamente de forma exponencial - e requerem demandas máximas na composição de equipamentos e operadores. Esta afirmação aplica-se a uma extensão ainda maior para a chamada Diretiva de Proteção de Construção ("CPD") (conforme prEN 50399), que, para a classificação dos compostos retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR) nas chamadas "Euro Classes", novamente exige aplicações mais rigorosas de novos testes de compostos retardantes de chamas. Em tais graus elevados de enchimento, os compostos poliméricos à prova de chamas não podem ser tecnicamente aplicados na prática e não podem mais ser processados. Além disso, durante o desenvolvimento dos compostos poliméricos retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR), de acordo com a Diretiva de Proteção de Construção ("CPD"), foi descrito o uso das chamadas nanoargilas como agentes sinérgicos e, por exemplo, tecnicamente introduzidas no mercado sob a marca comercial Cloisite® e Nanofil®.

[015] Uma vez que os sistemas de compostos poliméricos resultantes tornaram-se cada vez mais complexos e caros, os inventores da presente invenção tomaram uma direção completamente diferente.

[016] Sabe-se que a lama vermelha, que é produzida como um produto residual no processo Bayer para a extração de hidróxido de alumínio (ATH) a partir da bauxita, tem profundas características retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR). Portanto, na descrição abaixo, entende-se que a lama vermelha (RM) é o resíduo do processo Bayer, o qual é produzido na extração de hidróxido de alumínio (ATH) a partir da bauxita.

[017] A lama vermelha (RM), que pode, em certa medida, ser representada como bauxita menos hidróxido de alumínio (ATH), é uma substância extremamente heterogênea, no que diz respeito à sua composição química e mineralógica, às suas propriedades endotérmicas, ao seu valor de pH, etc.. A causa da heterogeneidade encontra-se, por vezes, na composição diferente das bauxitas utilizadas, mas, acima de tudo, se o processo Bayer opera por digestão em autoclave ou por digestão em tubo. No processo em autoclave, a digestão é realizada com solução de soda cáustica de 30% a 35%, a temperaturas de 170-180°C, de tal modo que uma pressão de 6 a 8 bar seja estabelecida. O processo de digestão em tubo foi desenvolvido para encurtar o tempo de reação de 6-8 horas para menos de 1 hora, aumentando a temperatura para 270°C. No entanto, a esta temperatura, uma pressão de vapor de água de 60 bar é estabelecida no final do reator. As temperaturas mais elevadas da digestão em tubo também influenciam a composição da lama vermelha. Por exemplo, no sistema óxido-hidróxido/hidróxido de ferro no processo de digestão em tubo, o balanço é deslocado quase completamente em direção da hematita (Fe2O3). Devido à heterogeneidade da lama vermelha (RM), as possibilidades economicamente viáveis para sua utilização são restritas, de tal modo que a lama vermelha deve ser predominantemente eliminada como resíduos em locais de descarte.

[018] Na Patente Internacional WO 2012/126487 A1, é descrito um sistema denominado "retardante de chamas livre de halogênio" (OHFR) à base de lama vermelha reidratada modificada (MR2S), o qual é apropriado como um sistema retardante de chamas livre de halogênio (OHFR) econômico, para aplicações técnicas no campo de fios e cabos ou para aplicações de processamento de plásticos e de construção. Com o auxílio da lama vermelha reidratada modificada descrita na Patente Internacional WO 2012/126487 A1, um efeito retardante de chamas pode ser alcançado na faixa de temperatura de aproximadamente 200°C a 350°C. O efeito retardante de chamas acontece devido ao fato de os hidróxidos e óxido-hidróxidos de alumínio e ferro, como, por exemplo, gibsita e boemita ou goetita, que são produzidos na reidratação da lama vermelha se decomporem em óxidos e água. Tais produtos têm aplicações, por exemplo, em sistemas de polímeros, como, por exemplo, PVC ou EVA (PE). Produtos, como, por exemplo, hidróxido de alumínio (ATH) ou polifosfato de amônio (APP), utilizados até agora no mercado, reagem entre 180°C e 220°C e são considerados como produtos de baixa temperatura. Entre 220°C e 340°C, os produtos, como, por exemplo, hidróxido de magnésio (MDH) e brucita, são utilizados e considerados como produtos de alta temperatura. Os retardantes de chama (MR2S) produzidos a partir da lama vermelha por reidratação reagem entre aproximadamente 220°C e 350°C e, portanto, de acordo com a definição atualmente costumeira abrange tanto a faixa de temperatura baixa como a faixa de temperatura alta.

[019] No entanto, no contexto da presente invenção, a faixa de temperatura entre 220°C e 350°C é classificada como a faixa de temperatura baixa, MR2S adquire o sufixo NT (temperatura baixa) e, portanto, é chamada de MR2S-NT.

[020] No entanto, existe uma necessidade crescente de substâncias que exibam o seu efeito retardante de chamas, em faixas de temperatura mais elevadas, os chamados retardantes de chama de alta temperatura (HT). Dentro do contexto da presente invenção, a faixa de temperatura entre 350°C e 500°C é classificada como a faixa de temperatura alta.

Breve Sumário da Invenção:

[021] Por conseguinte, o objetivo da presente invenção consiste em fornecer um agente inorgânico à prova de chamas livre de halogênio econômico, que apresenta um efeito retardante de chamas na faixa de temperatura alta, de um modo particularmente vantajoso, tanto na faixa de temperatura alta, mas como também na faixa de temperatura baixa.

[022] Surpreendentemente, verificou-se que um sistema retardante de chamas livre de halogênio (OHFR), que é apropriado para a faixa de temperatura alta, pode ser produzido a partir da lama vermelha, por meio de uma modificação diferente da reidratação descrita na Patente Internacional 2012/126487 A1, ou seja, por meio de uma recarbonização.

[023] Por meio da redução da lama vermelha em um meio ácido, é possível obter, a partir dos compostos de Fe (III) presentes na lama vermelha, soluções de sal de Fe (II), a partir das quais o carbonato de ferro (II) (siderita) pode ser precipitado por meio da adição, por exemplo, de NaHCO3, Na2CO3 ou CaCO3. Sem pretender se limitar a uma teoria, os inventores consideram que por meio de uma recarbonização da lama vermelha com a formação de carbonato de ferro (II), pode ser obtido um agente à prova de chamas de alta temperatura (HT), o qual exibe o seu efeito endotérmico por meio de clivagem em óxido e CO2 até temperaturas superiores a 500°C. Além da ação da reação endotérmica, o CO2 liberado atua como um agente à prova de chamas.

[024] Por conseguinte, a presente invenção refere-se a um agente inorgânico à prova de chamas livre de halogênio produzido a partir da lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT) com a seguinte composição mineral: - de 10% a 50% em peso de compostos de ferro; - de 12% a 35% em peso de compostos de alumínio; - de 5% a 17% em peso de compostos de silício; - de 2% a 10% em peso de dióxido de titânio; - de 0,5 a 6% em peso de compostos de cálcio, e; - impurezas inevitáveis, quando apropriado,

[025] sendo que a proporção em peso de carbonato de Fe (II) para os óxidos de ferro é de pelo menos 1.

[026] Uma vez que este produto é produzido por recarbonização, é dado o nome MKRS (lama vermelha recarbonizada modificada). Uma vez que pode ser um agente retardante de chamas de alta temperatura, é dado o sufixo HT (alta temperatura), e, portanto, a sua designação é MKRS-HT.

[027] Além disso, verificou-se que um agente inorgânico à prova de chamas livre de halogênio particularmente vantajoso, que é apropriado tanto para a faixa de temperatura alta, como também para a faixa de temperatura baixa e, portanto, constitui um retardante de chamas universalmente utilizável, para uma variação de temperatura muito ampla, pode ser obtido a partir da lama vermelha, por meio de reidratação, bem como recarbonização.

[028] Por conseguinte, a presente invenção refere-se a um agente inorgânico à prova de chamas livre de halogênio produzido a partir da lama vermelha recarbonizada reidratada modificada com a seguinte composição mineral: - de 10% a 50% em peso de compostos de ferro; - de 12% a 35% em peso de compostos de alumínio; - de 5% a 17% em peso de compostos de silício; - de 2% a 10% em peso de dióxido de titânio; - de 0,5% a 6% em peso de compostos de cálcio, e; - impurezas inevitáveis, quando apropriado,

[029] sendo que a proporção em peso de carbonato de Fe (II) e a proporção em peso da soma de hidróxido de ferro e óxido-hidróxido de ferro para os óxidos de ferro é de pelo menos 1.

[030] Neste caso, além dos hidróxidos/óxido-hidróxidos de ferro e do carbonato de Fe (II), os hidróxidos/óxido-hidróxidos de alumínio estão, de preferência, também presentes, e podem produzir uma intensificação maior do efeito retardante de chamas com base em suas características endotérmicas. Além disso, as transformações de fase em diferentes constituintes da lama vermelha pode ter o efeito endotermicamente. Em geral, em compostos poliméricos equipados com tais produtos retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR), de acordo com a presente invenção, as reações endotérmicas prosseguem ao longo de uma faixa de temperatura de 180°C até mais de 500°C. Além disso, é liberado o CO2 retardante de chamas.

[031] A presente invenção também se refere a um método para a produção do agente inorgânico à prova de chamas livre de halogênio produzido a partir da lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT), que compreende as seguintes etapas: a) fornecer a lama vermelha; b) reduzir os compostos de ferro (III) contidos na lama vermelha em solução ácida em compostos de ferro (II); c) adicionar um composto de carbonato à solução contendo os compostos de ferro (II) obtidos na etapa b), sendo que o carbonato de ferro (II) (siderita) é formado.

[032] A presente invenção também se refere a um método para a produção do agente inorgânico à prova de chamas livre de halogênio produzido a partir da lama vermelha, que compreende as seguintes etapas: a) fornecer a lama vermelha (RM); b) produzir, separadamente, o carbonato de ferro (II) das substâncias de partida disponíveis; c) misturar a lama vermelha e o carbonato de ferro (II); d) obter a lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT).

[033] Deste modo, o carbonato de ferro (II) pode ser facilmente submetido a modificações, por meio de métodos físicos e/ou químicos, a fim de atingir características especiais específicas da aplicação.

[034] A presente invenção também se refere a um sistema de materiais à prova de chamas, que compreende um material combustível e um agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção.

[035] A presente invenção também se refere ao uso de um agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, como retardante de chamas para materiais combustíveis, em particular, materiais combustíveis de construção, borracha, material aglomerado, plásticos, em particular, blindagem de cabos, compostos de isolamento de cabos ou compostos de enchimento de cabos.

[036] A presente invenção também se refere a um método para a produção de um sistema de materiais à prova de fogo, que compreende as seguintes etapas: a) fornecer um material combustível; b) revestir ou misturar o material combustível com um agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, e; c) obter o sistema de materiais à prova de fogo.

[037] Além disso, verificou-se que a lama vermelha recarbonizada reidratada quimicamente modificada, bem como as suas misturas, tem uma densidade de aproximadamente 3,8-3,9 103 kg/m3 e, portanto, perto de BaSO4(barita), cuja densidade é de 4,43 103 kg/m3. Devido ao seu peso específico, a barita (BaSO4) também é utilizada, inter alia, como um material de enchimento pesado em plásticos. Se a lama vermelha ou as suas variantes quimicamente modificadas MR2S-NT ou MKRS-HT ou as misturas destas forem agora utilizadas em vez da barita, o plástico composto desta forma adquirirá, simultaneamente, uma característica retardante de chamas e, portanto, ocorrerá um duplo efeito.

[038] Além disso, a lama vermelha recarbonizada reidratada quimicamente modificada, bem como as suas misturas, em conjunto com uma matriz carreadora, exibem um efeito de isolamento acústico. Portanto, se plásticos ou, por exemplo, materiais de construção forem providos destes produtos, além do efeito retardante de chamas, também ocorrerá um efeito de isolamento acústico. Este efeito duplo é de particular interesse quando utilizado na fabricação de automóveis e na indústria da construção. Os materiais de construção também podem ser produtos minerais, como, por exemplo, betonilha, concreto, painéis de gesso, etc., que, então, têm um isolamento acústico correspondente.

[039] Além disso, a presente invenção refere-se ao uso vantajoso do agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, e/ou as suas misturas, em particular, misturas com lama vermelha, como material de enchimento, material substituto, agente sinérgico, estabilizador térmico, armazenamento térmico, material à prova de calor, isolante térmico, isolante acústico, material à prova de som e/ou como material para atenuação ou blindagem contra radiação eletromagnética.

[040] Desenvolvimentos adicionais vantajosos da presente invenção são, em cada caso, o objeto das reivindicações subordinadas e modalidades da presente invenção.

[041] As modalidades, de acordo com a presente invenção, podem ter uma ou mais das características referidas abaixo.

[042] Algumas ou todas as modalidades, de acordo com a presente invenção, podem ter uma, várias ou todas as vantagens referidas abaixo.

Descrição Detalhada da Invenção:

[043] As expressões "agente à prova de chamas", "agente retardante de chamas", "retardante de chamas" e "agente retardante de chamas livre de halogênio (OHFR)" ou também a abreviatura "FR" (do inglês: retardante de chamas) devem ser entendidas como sinônimos dentro do contexto da presente invenção. Estas expressões pretendem, dentro do contexto da presente invenção, incluir, em particular, agentes inorgânicos à prova de chamas livres de halogênio não tóxicos, em particular, a lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT) ou lama vermelha recarbonizada reidratada modificada.

[044] Dentro do contexto da presente invenção, a expressão "faixa de temperatura baixa" significa a faixa de temperaturas entre 220°C e 350°C.

[045] Dentro do contexto da presente invenção, a expressão "faixa de temperatura alta" significa a faixa de temperaturas entre 350°C e 500°C.

[046] A expressão "sistema de materiais à prova de fogo" significa um objeto no qual um material combustível é colocado em contato com um agente retardante de chamas, de tal modo que a ignição pelo fogo ou pelo calor do material combustível presente no objeto é impedida ou retardada. Em particular, o agente retardante de chamas fica permanentemente associado ao material combustível, por exemplo, por meio de mistura ou revestimento.

[047] A expressão "materiais combustíveis" ou "materiais inflamáveis" significa quaisquer materiais que sejam inflamáveis ou combustíveis, em particular, polímeros e hidrocarbonetos não voláteis. Os exemplos de tais materiais são dispersões acrílicas, resinas acrílicas, elastômeros, resinas de epóxi, dispersões de látex, resinas de melamina, poliamida (PA), polietileno (PE), copolímeros de polietileno, copolímeros de polietileno termoplástico, copolímeros de polietileno reticulado, resinas fenólicas, resinas de poliéster (UP), poliuretano, polipropileno (PP), cloreto de polivinila (PVC), plastisóis de cloreto de polivinila (PVC), elastômeros termoplásticos, como, por exemplo, por exemplo, TPE, TPA, TPU, etc., resinas éster vinílica e betume. Os termos "combustível" e "inflamável" devem ser considerados no presente relatório como sinônimos.

[048] A expressão “lama vermelha (RM)” refere-se ao resíduo do processo Bayer, que é produzido na extração de hidróxido de alumínio (ATH) a partir da bauxita. Informações adicionais relativas à lama vermelha podem ser encontradas na Patente Internacional WO 2012/126487 A1, cuja divulgação é aqui incorporada como parte integrante do presente pedido de patente. A expressão “lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT)” refere-se a um produto que é produzido a partir da lama vermelha (RM) por meio de recarbonização e, opcionalmente, por secagem, moagem, mistura com outras substâncias, revestimento da superfície, etc.. A expressão “lama vermelha recarbonizada reidratada modificada” refere-se a um produto que é produzido a partir da lama vermelha (RM) por meio de recarbonização, bem como por reidratação e, opcionalmente, secagem, moagem, mistura com outras substâncias, revestimento da superfície, etc.

[049] A presente invenção refere-se a um agente inorgânico à prova de chamas livre de halogênio produzido a partir da lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT) com a seguinte composição mineral: - de 10% a 50% em peso de compostos de ferro; - de 12% a 35% em peso de compostos de alumínio; - de 5% a 17% em peso de compostos de silício; - de 2% a 10% em peso de dióxido de titânio; - de 0,5% a 6% em peso de compostos de cálcio, e; - impurezas inevitáveis, quando apropriado,

[050] sendo que a proporção em peso de carbonato de Fe (II) para os óxidos de ferro é de pelo menos 1.

[051] No agente inorgânico à prova de chamas livre de halogênio modificado produzido a partir da lama vermelha recarbonizada (MKRS-HT), a proporção em peso de carbonato de Fe (II) para os óxidos de ferro é, de preferência, pelo menos 1, preferencialmente, pelo menos 2, mais preferencialmente, pelo menos 3, ainda mais preferencialmente, pelo menos 4, preferivelmente, pelo menos 5, mais preferivelmente, pelo menos 7, mais preferivelmente ainda, pelo menos 9, ainda mais preferivelmente, pelo menos 19. A título de esclarecimento, se, por exemplo, a proporção em peso de carbonato de Fe (II) para os óxidos de ferro for 19 e considerando que todos os compostos de ferro estão presentes, seja na forma de carbonato de Fe (II) ou como óxidos de ferro, 95% em peso dos compostos de ferro estarão presentes na forma de carbonato de Fe (II) e 5% em peso dos compostos de ferro estarão presentes como óxidos de ferro.

[052] A presente invenção também se refere a um agente inorgânico à prova de chamas livre de halogênio produzido a partir da lama vermelha recarbonizada reidratada modificada (MR2S-NT) com a seguinte composição mineral: - de 10% a 50% em peso de compostos de ferro; - de 12% a 35% em peso de compostos de alumínio; - de 5% a 17% em peso de compostos de silício; - de 2% a 10% em peso de dióxido de titânio; - de 0,5% a 6% em peso de compostos de cálcio, e; - impurezas inevitáveis, quando apropriado,

[053] sendo que a proporção em peso de carbonato de Fe (II) e a proporção em peso da soma de hidróxido de ferro e óxido-hidróxido de ferro para os óxidos de ferro é de pelo menos 1.

[054] No agente inorgânico à prova de chamas livre de halogênio modificado produzido a partir da lama vermelha recarbonizada reidratada modificada, a proporção em peso de carbonato de Fe (II) e óxido- hidróxido/hidróxido de ferro para os óxidos de ferro é, de preferência, pelo menos 1, preferencialmente pelo menos 2, mais preferencialmente pelo menos 3, mais preferencialmente ainda pelo menos 4, preferivelmente pelo menos 5, mais preferivelmente pelo menos 7, mais preferivelmente ainda pelo menos 9, ainda mais preferivelmente pelo menos 19.

[055] A título de esclarecimento, se, por exemplo, a proporção em peso de carbonato de Fe (II) para os óxidos de ferro for 2 e a proporção em peso da soma de hidróxido de ferro e óxido-hidróxido de ferro para os óxidos de ferro também for 2 e considerando que todos os compostos de ferro estão presentes, seja na forma de carbonato de Fe (II), hidróxido de ferro, óxido- hidróxido de ferro ou como óxidos de ferro, 40% em peso dos compostos de ferro estão presentes na forma de carbonato de Fe (II), 40% em peso dos compostos de ferro estarão presentes como hidróxido de ferro ou óxido-hidróxido de ferro e 20% em peso dos compostos de ferro estarão presentes na forma de óxidos de ferro.

[056] No agente inorgânico à prova de chamas livre de halogênio modificado produzido a partir da lama vermelha recarbonizada reidratada modificada, além dos hidróxidos/óxido-hidróxidos de ferro e carbonato de Fe (II), de preferência, também estão presentes os hidróxidos/óxido- hidróxidos de alumínio, que podem produzir uma intensificação maior do efeito retardante de chamas, com base em suas características endotérmicas. Neste caso, a proporção em peso da soma de hidróxido de alumínio e óxido-hidróxido de alumínio para óxido de alumínio é, de preferência, pelo menos 1, preferencialmente, pelo menos 1,5, mais preferencialmente pelo menos 2, preferivelmente pelo menos 3, mais preferivelmente pelo menos 4, ainda mais preferivelmente pelo menos 5, mais preferencialmente pelo menos 7, preferencialmente pelo menos 9, mais preferencialmente pelo menos 19.

[057] Exceto quando explicitamente indicado de outra maneira, as seguintes instruções aplicam-se tanto para os agentes inorgânicos à prova de chamas livres de halogênio produzidos a partir da lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT), como também aos agentes inorgânicos à prova de chamas livres de halogênio, de acordo com a presente invenção, produzidos a partir da lama vermelha recarbonizada reidratada modificada (MR2S-NT), que, em conjunto, também são designados abaixo simplesmente como "lama vermelha modificada" ou "agente à prova de chamas (de acordo com a presente invenção)".

[058] A composição mineral da lama vermelha modificada compreende: - de 10% a 50% em peso de compostos de ferro; - de 12% a 35% em peso de compostos de alumínio; - de 5% a 17% em peso de compostos de silício; - de 2% a 10% em peso de dióxido de titânio; - de 0,5 a 6% em peso de compostos de cálcio, e; - impurezas inevitáveis, quando apropriado.

[059] Neste caso, a composição mineral da lama vermelha modificada pode compreender de 10 a 45, de 30 a 50 ou de 20 a 40% em peso de compostos de ferro.

[060] Neste caso, a composição mineral da lama vermelha modificada pode compreender de 12 a 30, de 20 a 35 ou de 15 a 25% em peso de compostos de alumínio.

[061] Neste caso, a composição mineral da lama vermelha modificada pode compreender de 5 a 15, de 8 a 17 ou de 7 a 16% em peso de compostos de silício, em particular, SiO2.

[062] Neste caso, a composição mineral da lama vermelha modificada pode compreender de 4 a 10, de 2 a 8 ou de 3 a 9% em peso de dióxido de titânio (TiO2).

[063] Neste caso, a composição mineral da lama vermelha modificada pode compreender de 1 a 6, de 0,5 a 2,5 ou de 0,6 a 1,5% em peso de compostos de cálcio, em particular, CaO.

[064] Neste caso, pode ser combinada cada uma das faixas de valores indicadas acima.

[065] A expressão "impurezas inevitáveis" refere-se aos constituintes que ocorrem como impurezas nos materiais de partida, como, por exemplo, na bauxita submetida a um processo Bayer, ou impurezas que são produzidas ou introduzidas no produto, devido a tolerâncias de fabricação. Em particular, devido à heterogeneidade da lama vermelha, conforme mencionado na introdução, tais impurezas são inevitáveis. No entanto, elas não contribuem de forma decisiva para o efeito retardante de chamas da lama vermelha modificada.

[066] Em uma modificação da presente invenção, a proporção de compostos de sódio solúveis em água, expressa em percentagem em peso de Na2O, na lama vermelha modificada, não é superior a 0,03, de preferência, de 0,003% a 0,03% em peso.

[067] Em outra modificação da presente invenção, o tamanho de partícula médio (d50) na lama vermelha modificada não é superior a 50 μm, de preferência, de 0,5 a 10 μm ou de 1 a 5 μm (lama vermelha modificada em uma microescala) ou de 100 a 900 nm ou de 200 a 750 nm (lama vermelha modificada em uma nanoescala).

[068] Em outra modificação da presente invenção, o teor de umidade residual da lama vermelha modificada não é superior a 0,4% em peso, de preferência, não superior a 0,3% em peso, preferivelmente, não superior a 0,2% em peso.

[069] A composição química da lama vermelha é definida na Tabela 1, a composição química da lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT) é definida na Tabela 2 e a composição química da lama vermelha recarbonizada reidratada modificada (MR2S-NT) é definida na Tabela 3. Tabela 1: Lama vermelha (por cento em peso)

Tabela 2: Lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT)

Tabela 3: Lama vermelha recarbonizada reidratada modificada MR2S-NT

[070] Além disso, é preferível que a superfície da lama vermelha modificada seja provida de pelo menos uma substância que melhore a compatibilidade das partículas da lama vermelha modificada com uma matriz polimérica. Deste modo, a inclusão da lama vermelha modificada no material combustível a ser protegido, que geralmente tem uma matriz polimérica, pode ser simplificada e a ligação dos componentes pode ser melhorada. Igualmente, desta forma, o perfil característico do composto polimérico pode ser controlado de forma orientada.

[071] Neste caso, foi provado que é vantajoso quando a substância é um agente modificador de superfície selecionado do grupo constituído por organossilanos, organotitanatos, aluminatos de organozircônio, derivados de ácido carboxílico, amaciantes, precursores oligoméricos e poliméricos, ionômeros, ácido bórico e sais metálicos, bem como seus derivados, estanatos de zinco, hidroxiestanatos de zinco ou as combinações destes.

[072] Em outra modalidade preferida da presente invenção, o agente à prova de chamas está presente em combinação com agentes sinérgicos, em particular, organoargilas (nanoargilas), compostos de estanho e boratos.

[073] É igualmente preferível que o agente à prova de chamas também contenha pelo menos um aditivo retardante de chamas a uma proporção de até 70% em peso, de preferência, de 5% a 60% em peso, preferencialmente, de 10% a 50% em peso, mais preferencialmente de 15% a 40% em peso.

[074] Outro aditivo retardante de chamas particularmente apropriado é uma substância endotermicamente reagente, de preferência, uma substância endotermicamente reagente selecionada do grupo que consiste em hidróxido de alumínio, boemita, gibsita, goetita, hidróxido de magnésio, huntita, brucita ou as misturas destes.

[075] A presente invenção também se refere ao uso do agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, como um aditivo retardante de chamas para materiais combustíveis, em especial, materiais de construção combustíveis, borracha, material aglomerado, plásticos, em particular, blindagem de cabos, compostos de isolamento de cabos ou compostos de enchimento de cabos.

[076] Além disso, a presente invenção refere-se a um sistema de materiais à prova de fogo, que compreende um material combustível e um agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção.

[077] O material combustível pode, especificamente, ser um material de construção, um produto de borracha, um material aglomerado, um revestimento de fachadas ou um produto de plástico, em particular, blindagem de cabos, compostos de isolamento de cabos ou compostos de enchimento de cabos.

[078] O sistema de materiais resistentes ao fogo contém o agente à prova de chamas, de preferência, a uma proporção de 3 a 95% em peso, preferivelmente, de 5 a 90% em peso, preferencialmente, de 10 a 80% em peso, mais preferencialmente, de 20 a 75% em peso, ainda mais preferencialmente de 25 a 70% em peso, em particular, de 30 a 60% em peso.

[079] Em uma modificação, o agente à prova de chamas utilizado no sistema de materiais à prova de fogo, compreende, de preferência, lama vermelha modificada, de acordo com a presente invenção, a uma proporção de 30 a 100% em peso, de preferência, de 40 a 95% em peso, preferivelmente de 50 a 90% em peso, preferencialmente de 60 a 85% em peso, e a respectiva proporção restante de 0 a 70%, em peso, de preferência, de 5 a 60% em peso, preferivelmente, de 10 a 50% em peso, preferencialmente, de 15 a 40% em peso, é formada por uma composição retardadora de chamas adicional. Neste caso, seria vantajoso se a composição retardadora de chamas adicional compreendesse uma substância orgânica não tóxica endotermicamente reagente, como, por exemplo, APP, MC, MIC, etc. e/ou um agente sinérgico. Neste caso, seria ainda mais vantajoso se a composição retardadora de chamas compreendesse hidratos de sal, hidróxidos, óxido- hidróxidos e carbonatos, oxicarbonatos, assim como hidroxicarbonatos.

[080] A presente invenção também se refere a um método para a produção de um sistema de materiais à prova de fogo, que compreende as seguintes etapas: a) fornecer um material combustível; b) revestir ou misturar o material combustível com o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, e, assim, c) obter o sistema de materiais à prova de fogo.

[081] Neste caso, é vantajoso que, antes do revestimento ou da mistura da etapa b), o agente à prova de chamas seja tratado fisicamente, em particular, triturado ou desaglomerado, de preferência, em conjunto com agentes sinérgicos, em particular, organoargilas (nanoargilas), compostos de estanho e boratos e/ou pelo menos um aditivo retardante de chamas adicional.

[082] O agente à prova de chamas referido na etapa b) é, de preferência, submetido a uma modificação de superfície. Isto ocorre, de preferência, antes do revestimento ou da mistura com o material combustível.

[083] A modificação de superfície do agente à prova de chamas compreende, preferencialmente, a inclusão, na superfície do agente à prova de chamas, de um agente modificador de superfície, que é selecionado do grupo constituído por organossilanos, organotitanatos, aluminatos de organozircônio, derivados de ácido carboxílico, amaciantes, precursores oligoméricos e poliméricos, ionômeros, ácido bórico e os sais metálicos e seus derivados, estanatos de zinco, hidroxiestanatos de zinco ou as combinações destes.

[084] Seria igualmente vantajoso se, em particular, quando o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, fosse utilizado em sistemas elastoméricos, termoendurecíveis e termoplásticos, os agentes sinérgicos fossem adicionados na forma dos chamados "masterbatches" (concentrados de substância ativa) em forma líquida, pastosa ou granulada, durante o processamento.

[085] Um método, de acordo com a presente invenção, para a produção da lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT) compreende as seguintes etapas: a) fornecer a lama vermelha; b) reduzir os compostos de ferro (III) contidos na lama vermelha em solução ácida em compostos de ferro (II); c) adicionar um composto de carbonato à solução contendo os compostos de ferro (II) obtidos na etapa b), sendo que é formado o carbonato de ferro (II) (siderita).

[086] Os agentes redutores preferidos que podem ser utilizados na etapa b) são agentes redutores contendo enxofre, em particular, (Na2S2O4) e dióxido de enxofre (SO2).

[087] A redução dos compostos de ferro (III) contidos na lama vermelha em compostos de ferro (II), de acordo com a etapa b), ocorre, preferencialmente, em solução de ácido fraco, como, por exemplo, a um valor de pH de 4 a 6, em particular, a um valor de pH 4,5 a 5,5.

[088] Os compostos de carbonato preferidos que podem ser utilizados na etapa c) são os carbonatos alcalinos, hidrogenocarbonatos alcalinos e os carbonatos alcalino-terrosos, em especial, carbonato de sódio (Na2CO3), hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3) e carbonato de cálcio (CaCO3). Como é de conhecimento dos especialistas na técnica, com base em seus conhecimentos especializados, o valor de pH da solução contendo compostos ácidos de ferro (II) obtidos na etapa b) deve, se apropriado, ser ajustado de forma apropriada antes da etapa c), para a obtenção do carbonato de ferro (II) (siderita), por meio da adição de um composto carbonato.

[089] O agente inorgânico à prova de chamas livre de halogênio, de acordo com a presente invenção, produzido a partir da lama vermelha recarbonizada reidratada modificada pode ser produzido, visto que a lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT), conforme descrição acima, e a lama vermelha reidratada modificada (MR2S-NT), conforme descrição, por exemplo, na Patente Internacional 2012/126487 A1, cuja divulgação é aqui incorporada em sua totalidade, são produzidas separadamente uma da outra e depois misturadas em conjunto para obter a lama vermelha recarbonizada reidratada modificada.

[090] No entanto, por meio da execução apropriada da reação, também é possível, tanto para a reidratação, como também para a recarbonização, ocorrer na lama vermelha, a fim de obter a lama vermelha recarbonizada reidratada modificada. Para guiar a modificação de uma forma orientada em uma ou outra direção, podem ser adotadas medidas técnicas apropriadas, como, por exemplo, a execução da reação sob gás de processo inerte (oxidativo), secagem especial seguida diretamente pela modificação de superfície ("vedação") para uma modificação preferida na direção da siderita. Por outro lado, se predominantemente a goetita precisa ser produzida, a reação procede com oxigênio atmosférico ou, alternativamente, ozônio, que oxida as soluções de sal de Fe (II) em soluções de sal de Fe (III). À medida que o valor do pH aumenta, a goetita é produzida, podendo ser seca e vedada na superfície.

[091] Além disso, a vedação/modificação de superfície serve para garantir uma aderência ideal das moléculas poliméricas na interfase para o agente retardante de chamas livre de halogênio (OHFR). Desta forma, as características dos compostos são controladas de uma forma direcionada.

[092] Por meio de um gerenciamento de processo direcionado sob gás inerte ou com oxigênio atmosférico, secagem e modificador de superfície, é possível produzir uma lama vermelha recarbonizada reidratada modificada adaptada para o uso requerido.

[093] O chamado gás de proteção/gás de processo inerte deve ser livre de todos os componentes oxidantes, especialmente, oxigênio (atmosférico). Em particular, é utilizado um gás de processo, que é composto por partes iguais de nitrogênio e argônio (é suficiente a qualidade de soldagem TIG - que utiliza eletrodos de tungstênio em atmosfera de gás inerte) e que é circulado.

[094] O agente inorgânico à prova de chamas livre de halogênio, de acordo com a presente invenção, produzido a partir da lama vermelha (re)carbonizada reidratada modificada ou a partir da lama vermelha (re)carbonizada modificada, também pode ser produzido, visto que a lama vermelha é apenas reidratada e os compostos de ferro (III) ou ferro (II) são transformados por isolamento em carbonato de ferro (II), ambos os compostos são, então, misturados de forma arbitrária. O carbonato de ferro (II) produzido no isolamento pode ser tratado fisica e/ou quimicamente, para a obtenção dos efeitos especiais específicos da aplicação. Os produtos finais podem ser produzidos de ambas as formas, de modo a ficarem quimicamente idênticos.

[095] Exemplos, experimentos e outras modalidades são descritos abaixo, o que não devem, contudo, ser considerados como uma limitação da presente invenção. Ao contrário disso, servem para esclarecer o ensinamento, de acordo com a presente invenção, bem como as vantagens da mesma. Produção de Lama Vermelha Modificada: EXEMPLOS Exemplo 1:

[096] 4 g de lama vermelha com um teor de Fe2O3 de 40% (1,6 g Fe2O3 = 0,01 mol) foram misturados em uma proveta com 60 ml de ácido clorídrico concentrado (0,6 mol) e agitados durante 24 horas à temperatura ambiente.

[097] Após este período de tempo, um resíduo de 3,2 g pode ser separado, ou seja, 0,8 g de Fe2O3 tinham dissolvido (50%). Com agitação relativamente longa e temperaturas mais elevadas, mais Fe2O3 pode ser dissolvido.

[098] O valor do pH da solução de filtrado foi ajustado a 4,5 com NaOH diluído (0,5 mol de NaOH em 100 ml de água). Em seguida, foram adicionados 0,05 mol de Na2SO3 x 7 H2O (1,3 g) em 50 ml de H2O. Depois de várias horas, a solução amarela ficou quase incolor. 1,2 g de precipitado foram produzidos a partir desta solução, por meio da adição de 0,8 g de Na2CO3. De acordo com a análise por difração de raios-x (PXRD), este produto consistia de 50% de cada uma (siderita e goetita). Depois de um período de tempo relativamente longo, o produto precipitado é inicialmente de cor esverdeada e depois fica marrom, isto é, o carbonato de Fe (II) oxida no ar para os compostos de Fe (III). Se, por outro lado, o oxigênio for excluído, a siderita é predominantemente precipitada, permanecendo estável durante um longo período de tempo.

[099] Assim, pode-se observar que, sob condições inertes, a siderita é precipitada, e, sob condições oxidantes, a goetita é precipitada no final. Etapas intermediárias que contêm siderita e goetita podem ser interceptadas a qualquer momento e secas, bem como podem ser vedadas na superfície. Exemplo 2:

[0100] O equipamento utilizado é, de preferência, uma torre de pulverização adequadamente equipada (da Niro Atomizer, Copenhague). Neste caso, é produzido um material de superfície seco e opcional e simultaneamente modificado, por exemplo, de acordo com a modificação superficial "A" (vide abaixo) em uma microescala. Se um material em uma escala nanométrica for necessário por razões específicas da aplicação, após a secagem por meio de um secador Swirl Fluidizer, o revestimento de superfície pode ser feito no misturador de fluidos/misturador rápido conectado a jusante. Torre de Pulverização:

[0101] A secagem, a definição da curva de distribuição de tamanho de grão (Granulometria; d90, d50 e d10) e, opcionalmente, a modificação de superfície do material, de preferência, ocorrem na torre de pulverização.

[0102] No caso aqui ilustrado, ou seja, com modificação de superfície "A", a pasta fluida que deve ser introduzida com um teor de sólidos, o qual pode variar dentro de amplos limites, como, por exemplo, de 50%, foi adicionada à mesma uma quantidade apropriada de aminopropiltrietoxissilano (1% em peso de AMEO, disponível junto à Evonik/Degussa, com base no teor de sólidos; vide seção "modificações de superfície"), com agitação intensiva. O organossilano reage por hidrólise a um oligo-organossilanol, que é absorvido na superfície do material a ser seco e é aí fixado, formando ligações covalentes (vide Edwin S. Plueddeman, Silane Technology, Elsevier, Nova Iorque, EUA).

[0103] Além disso, 0,3% em peso (com base no teor de sólidos) de DISPEX A 80 são adicionados à pasta fluida, como agente de dispersão e fluidificante, o que torna, em primeiro lugar, as pastas fluidas bombeáveis.

[0104] O tamanho de partículas secundárias (isto é, o grau necessário de aglomeração) é definido pela variação da temperatura de entrada (tipicamente entre 500°C e 300°C) e da temperatura de saída (tipicamente entre 120°C e 60°C) do gás de processo, da velocidade de rotação do disco de pulverização, da quantidade e da geometria dos orifícios do bocal, da taxa de rendimento da pasta fluida por hora, dentro dos limites mesmo acima da concentração de pasta fluida (teor de sólidos).

[0105] Se a torre de pulverização for utilizada sem a modificação de superfície com aminossilano, a lama vermelha MR2S-NT ou MKRS-HT é produzida em uma microescala com teor de goetita ou siderita otimizado (dependendo da otimização desejada, de acordo com o gerenciamento do processo acima descrito).

[0106] Opcionalmente, é realizada a "desaglomeração" em um moinho de disco de pinos (Fa. Alpine) conectado a jusante, ou seja, o tamanho médio de partícula é definido para uma largura de banda de 1 até 1,5 μm (d50).

[0107] A curva de distribuição de tamanho de grão corresponde aproximadamente àquela de um hidróxido de alumínio precipitado finamente dividido, como, por exemplo, MARTINAL OL 104 (Martinswerk/Albemarle) ou SUPERFINE SF4ESD (Alcan Ltd.), ou àquela de um hidróxido de magnésio sintético, como, por exemplo, Magnifin H5 (Magnesit Prod. Gesellschaft).

[0108] Esta curva de distribuição de tamanho de partículas permite uma composição praticamente ideal na maioria dos sistemas poliméricos termoplásticos e termorrígidos, bem como dos sistemas de borracha. O mesmo aplica-se a todos os sistemas elastoméricos termoplásticos (TPE). Secador Swirl Fluidizer:

[0109] A secagem e o ajuste de um produto em uma escala nanométrica ocorrem, de preferência, no secador Swirl Fluidizer.

[0110] A modificação de superfície opcional é realizada exclusivamente no misturador de líquidos (misturador rápido) conectado a jusante.

[0111] Neste caso, pode ser utilizada uma pluralidade de agentes modificadores de superfície de consistência sólida, líquida ou pastosa. Uma polimerização in situ na superfície do sistema OHFR (retardante de chamas livre de halogênio), como, por exemplo, MR2S-NT ou MKRS-HT, é possível. No secador Swirl Fluidizer, sob as mesmas condições de gás de processo como na torre de pulverização, o material, de acordo com a presente invenção, é transportado por meio de um monoparafuso de frequência controlada até a câmara de reação. A ferramenta adequadamente configurada divide o material a ser seco no gás de processo e as partículas primárias em uma escala nanométrica são predominantemente produzidas.

[0112] O processo é controlado de forma orientada, de tal maneira que o produto é produzido em uma escala nanométrica, pela taxa de rendimento por hora, temperatura de entrada e saída do gás de processo e pelo teor de umidade residual do material, de acordo com a presente invenção, selecionado como variável de controle, bem como pela configuração e a velocidade de rotação da ferramenta.

[0113] Se uma modificação de superfície precisar ser realizada, o material seco (teor de umidade residual geralmente de 0,05%) é medido no misturador de fluidos conectado a jusante, por meio de uma válvula rotativa e lá será revestido, de acordo com a descrição "modificação de superfície A, B, C e D".

[0114] Neste caso, a temperatura de saída da lama vermelha otimizada MR2S-NT ou MKRS-HT (tipicamente 80°C), que resfria no misturador de fluidos a aproximadamente 50°C de equilíbrio, é utilizada para configurar de forma mais eficaz o processo modificador de superfície, uma vez que a mistura de material aquece rapidamente até à respectiva temperatura de reação.

[0115] O misturador de refrigeração resfria o produto à temperatura ambiente, de modo que o produto pode ser ensacado imediatamente, sem armazenamento intermediário em silos. Análise Termogravimétrica (TG) e Análise Térmica Diferencial (DTA)

[0116] A Figura 1 mostra as curvas da Análise Termogravimétrica (TG) e da Análise Térmica Diferencial (DTA) da lama vermelha (exemplo comparativo). Entre 220°C e 350°C, as reações endotérmicas podem ser vistas, e são atribuíveis aos resíduos de gibsita/boemita e goetita. Na lama vermelha, os intervalos de decomposição de hidróxidos/óxido- hidróxidos de alumínio e de ferro são deslocados em faixas de temperatura um pouco mais elevadas.

[0117] A Figura 2 mostra as curvas da Análise Termogravimétrica (TG) e da Análise Térmica Diferencial (DTA) da lama vermelha que foi reidratada na direção da gibsita (exemplo de referência). Neste caso, a goetita também é produzida. A reação endotérmica ocorre entre 210°C e 350°C.

[0118] A Figura 3 mostra as curvas da Análise Termogravimétrica (TG) e da Análise Térmica Diferencial (DTA) da lama vermelha que foi reidratada na direção da goetita (exemplo de referência). Neste caso, a gibsita também é produzida. A reação endotérmica ocorre entre 210°C e 350°C.

[0119] A Figura 4 mostra as curvas da Análise Termogravimétrica (TG) e da Análise Térmica Diferencial (DTA) da lama vermelha que foi recarbonizada na direção da siderita (exemplo de acordo com a presente invenção: lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT)). A reação endotérmica ocorre entre 350°C e 500°C, isto é, na faixa de temperatura alta.

[0120] A Figura 5 mostra as curvas da Análise Termogravimétrica (TG) e da Análise Térmica Diferencial (DTA) da lama vermelha que foi reidratada na direção da goetita e também recarbonizada na direção da siderita (exemplo de acordo com a presente invenção: lama vermelha recarbonizada modificada reidratada modificada (MKRS-HT/MR2S-NT)). A reação endotérmica para os hidróxidos/óxido-hidróxidos de goetita/gibsita ocorre entre 220°C e 350°C na faixa de temperatura baixa (LT) e para siderita ocorre entre aproximadamente 350°C e 500°C na faixa de temperatura alta (HT). Portanto, produtos deste tipo mostram reações endotérmicas de aproximadamente 220°C a 500°C. Análise Radiográfica:

[0121] A Figura 6 (diagrama 1) mostra o diagrama radiográfico da lama vermelha que foi reidratada na direção da gibsita (conforme curvas da Análise Termogravimétrica (TG) e da Análise Térmica Diferencial (DTA), Figura 2). Os diagramas de linha mostram: Diagrama de Linha A:

[0122] Tipo: 2Teta/Teta bloqueado - Início: 5.000°- Término: 70.000°- Etapa: 0,040°- Tempo da Etapa: 10 s - Temperatura 25°C (ambiente) - Tempo Inicial: 15 s - 2-Teta: 5.000°- Teta: 2.500°- Chi: 0,00° - Phi: 0,00°X: 0,0 mm - Operações: Importar Diagrama de Linha B:

[0123] Tipo: 2Teta/Teta bloqueado - Início: 5.000°- Término: 70.000°- Etapa: 0,040°- Tempo da Etapa: 10 s - Temperatura 25°C (ambiente) - Tempo Inicial: 15 s - 2-Teta: 5.000°- Teta: 2.500°- Chi: 0,00° - Phi: 0,00°X: 0,0 mm - Operações: Escala Y - Adicionar 125I Fundo 0,000, 1,000I Escala Y Mul 2,000 I Smooth 0,161 I Importar

[0124] Legenda: ■ 00 033 0664 (*) - Hematita, syn - Fe2O3 - Y: 1,36% - d x por: 1. - WL: 1,5406 - Rhombo.H.axes - a 5,03560 - b 5,03560 - c 13,74890 - alfa 90,000 - beta 90,000 - gama 120.000 - primitiva - R-3c (167) - 6-301.926 - 1/Ic PDF ■ 01-070-2038 (C) - gibsita - Al(OH)3 - Y: 7,80% - d x por: 1. - WL: 1,5406 - Monoclinic - a 8,68400 - b 5,07800 - c 9,73600 - alfa 90,000 - beta 94,540 - gama 90,000 - Primitiva - P21/n (14) - 8-427,985 -1/1c PDF 1.8 - F30 = 6 ■ 00-049-0007 (*) - silicato de alumínio e sódio - Na1.15A11.15Si0.8504 - Y: 0,65% - d x por: 1. - WL: 1,5406 - ortorrômbico - a 10,30800 - b 14,22600 - c 10,21400 - alfa 90,000 - beta 90.000 - gama 90,000 - primitiva - Pc21b

[0125] A Figura 7 (Diagrama 2) mostra o diagrama radiográfico da lama vermelha que foi reidratada na direção da goetita (conforme curvas da Análise Termogravimétrica (TG) e da Análise Térmica Diferencial (DTA), Figura 3). Os diagramas de linha mostram: Diagrama de Linha A:

[0126] Tipo: varredura rápida PSD - Início: 5.000°- Término: 70,000° - Etapa: 0,040° - Tempo da Etapa: 1. s - Temperatura: 25°C (ambiente) - Tempo Inicial: 17 s - 2 - Teta: 5,000° - Teta: 1,544°- Phi: 0,00° - Aux1: 0 0 - Au Operações: Escala Y Adicionar 83 ~ Faixa Op. A+B Importar Diagrama de Linha B:

[0127] Tipo: 2Teta/Teta bloqueado - Início: 5.000°- Término: 70,000° - Etapa: 0,040 °- Tempo da Etapa: 10. s - Temp.: 25 °C (Ambiente) - Tempo Inicial: 15 s - 2-Teta: 5.000°- Teta: 2,500°- Chi: 0,00°- Phi: 0,00 ° Operações: Importar

[0128] Legenda: ■ 00 033 0664 (*) - Hematita, syn - Fe2O3 - Y: 21,62 % - d x por: 1. - WL: 1,5406 - Rhombo.H.axes - a 5,03560 - b 5.03560 - c 13,74890 - alfa 90,000 - beta 90,000 - gama 120,000 - primitiva - R-3c (167) - 6-301,9 ▼ 00-021-1276 (*) - rutilo, syn - TiO2 - Y: 8,94% - d x por: 1. - WL: 1,5406 - Tetragonal - a 4,59330 - b 4,59330 - c 2,95920 - alfa 90.000 - beta 90,000 - gama 90,000 - primitiva - P42/mnm (136) - 2 - 62,4344-1/Ic Ht 01 -081 -0463 - goetita, syn - FeO(OH) - Y: 34,21 % - d x por: 1. - WL: 1,5406 - ortorrômbico - a 4.61580 - b 9,95 - c 3,02330 - alfa 90,000 - beta 90,000 - gama 90,000 - primitiva - Pbnm (62) - 4-138,915

[0129] A Figura 8 (Diagrama 3) mostra o diagrama radiográfico da lama vermelha que foi recarbonizada na direção da siderita (conforme curvas da Análise Termogravimétrica (TG) e da Análise Térmica Diferencial (DTA), Figura 4). Os diagramas de linha mostram: Diagrama de Linha A:

[0130] Tipo: 2Teta/Teta bloqueado - Início: 5.000° - Término: 70,000 - Etapa: 0,020° - Tempo da Etapa: 16.s - Temperatura: 25°C (ambiente) - Tempo Inicial: 15.s - 2-Teta: 5,000° - Teta: 2,500° - Chi: 0,00° - Phi: 0,00°- X: 0 Operações: Adicionar Escala Y 167 I Importar Diagrama de Linha B:

[0131] Tipo: 2Teta/Teta bloqueado - Início: 5.000° - Término: 70,000 - Etapa: 0,040° - Tempo da Etapa: 10.s - Temperatura: 25°C (ambiente) - Tempo Inicial: 16.s - 2-Teta: 5,000° - Teta:2,500° - Chi: 0,00° - Phi: 0,00°- X: 0,0 mm - Y: Operações: Importar

[0132] Legenda: ■ 00-033-0664 (*) - Hematita, syn Fe2O3 - Y: 1,83% d x por: 1. - WL: 1,5406 - Rhombo.H.axes - a 5,03560 - b 5,03560 - c 13,74890 - alfa 90.000 - beta - 90,000 - gama 120.000 - Primitiva - R-3c (167) - 6 -301,926 - I/Ic PDF ♦ 01-083-1764 (C) - siderita - Fe (CO3) Y: 4,79% d x por: 1. - WL: 1,5406 Rhombo.H.axes - a 4,691 60 - b 4,69160 - c 15,37960 - alfa 90.000 - beta 90,000 - gama 120.000 - primitiva -R-3c (167) - 6-293,169 - I/Ic PDF 3,6 ^ 00-049-0007 (*) - silicato de alumínio e sódio - Na1.15A11.15Si0.8504 - Y: 0,53% - d x por: 1.- WL: 1,5406 - ortorrômbico 10,21400 - alfa 90,000 - beta 90,000 - gama 90,000 - primitiva - Pc2lb ▼ 00-021-1276 (*) - rutilo, syn - TiO2 Y: 0,49% - d x por: 1. WL: 1,5406 - Tetragonal - a 4,59330 - b 4,59330 - c 2,95920 - alfa 90,000 - beta 90,000 - gama 90,000 - primitiva - P42/mnm (136) - 2 - 62,4344 - I/Ic PDF 3,4 - F3

[0133] A Figura 9 (Diagrama 4) mostra o diagrama radiográfico da lama vermelha que foi recarbonizada na direção da siderita e reidratada na direção da goetita (conforme curvas da Análise Termogravimétrica (TG) e da Análise Térmica Diferencial (DTA), Figura 5). O diagrama de linha mostra: Diagrama de Linha A:

[0134] 33% de lama vermelha + 33% de siderita+ 33% de goetita - tipo: 2Teta/Teta bloqueado - Início: 5.000° - Término: 70,000 - Etapa: 0,040° - Tempo da Etapa: 10.s - Temperatura: 25°C (ambiente) - Tempo Inicial: 14.s - 2-Teta: 5,000° - Teta: 5,000° - Operações Teta: Importar

[0135] Legenda: ♦ 00-033-0664 (*) - Hematita, syn - Fe203 - Y: 1,36%, - d x por: 1. - WL: 1.5406-Rhombo.H.axes - a 5,03560 - b 5.03560 - c 13,74890 - alfa 90,000 - beta 90,000 - gama 120,000 - primitiva - R 3c (167) -6- 301.926 - 1/Ic PDF ♦ 01-083-1764 (C) siderita Fe (CO3) Y: 6,22% d x por: 1. - WL: 1,5406 - Rhombo.H.axes - a 4,691 60 - b 4,69160 - C 15,37960 alfa 90,000 - beta 90,000 - gama 120,000 - primitiva - R 3c (167) -6- 293,169 - I/Ic PDF 3,6 ♦ 00-021-1276 (*) - rutilo, syn - TiO2 - Y: 0,69% - d x por: 1. - WL: 1,5406 - tetragonal - a 4,59330 - b 4,59330 - c 2,95920 - alfa 90,000 - beta 90,000 - gama 90,000 - primitiva - P42/mnm (136) - 2-62,4344 -1/1c PDF 3.4 - S ►◄ 01-081-0463 (C) - goetita, syn - FeO (OH) - Y: 3,95% d x por: 1. - WL: 1,5406 - ortorrômbico - a 4,61580 - b 9,95450 c 3,02330 - alfa 90,000 - beta 90,000 - gama 90,000 - primitiva - PBNM (62) - 4-138,91 5 - I/Ic PDF 2. Discussão:

[0136] O método padrão para a determinação qualitativa e quantitativa da composição de fase das amostras em forma de pó é a difratometria de raios X para pós. Trata-se de um método versátil não destrutivo, que também pode fornecer informações detalhadas sobre a estrutura atômica e a estrutura cristalina, tanto de materiais de ocorrência natural como também de materiais produzidos sinteticamente. Neste caso, cada material cristalino, quando iluminado com radiação de raios-X, apresenta um padrão característico de difração característico, que é definido pelo tamanho, pela simetria e pela estrutura atômica, e pode ser utilizado para uma identificação inequívoca.

[0137] A expressão "análises térmicas" abrange métodos que medem características químicas e/ou físicas de um composto, como uma função da temperatura. Neste caso, a mudança na massa de uma amostra é medida na termogravimetria (TG) como uma função da temperatura e/ou do tempo. Uma termobalança integrada no instrumento de medição serve para esta finalidade. Por outro lado, a análise térmica diferencial (DTA) utiliza o volume de energia térmica característico em uma transição de fase para análise quantitativa e qualitativa. Neste caso, a temperatura da amostra é comparada com a temperatura de uma substância de referência.

[0138] O diagrama radiográfico e as curvas da Análise Termogravimétrica (TG) e da Análise Térmica Diferencial (DTA) demonstram que a lama vermelha pode ser tanto reidratada, como também recarbonizada. Em todos os casos, a lama vermelha que foi utilizada é produzida no digestor tubular (270°C/60 bar).

[0139] Na recarbonização, é predominantemente produzida a siderita e, na reidratação, a gibsita/boemita e, especialmente, a goetita é predominantemente produzida.

[0140] Na produção destes produtos, a lama vermelha foi reduzida na primeira etapa em uma solução ácida. Na segunda etapa, a siderita foi precipitada desta solução, submetendo-se a condições oxidativamente inertes, por meio da adição de NaHCO3, Na2CO3 ou CaCO3. Se a otimização na direção da gibsita ou goetita for necessária, a goetita e a gibsita são precipitadas por meio do aumento do valor do pH sob condições de oxidação.

[0141] Consequentemente, em geral e de acordo com a presente invenção, os sistemas retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR), que exibem o seu efeito endotérmico retardante de chamas na faixa de 210°C a 310°C ou de 350°C a 500°C, podem ser produzidos a partir da lama vermelha por meio de reidratação ou recarbonização.

[0142] Portanto, por meio da disposição da recarbonização e da reidratação uma após a outra ou pela mistura da lama vermelha reidratada e recarbonizada, produtos retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR) adaptados para todos os tipos de sistemas de plástico são produzidos tanto na faixa de temperatura baixa, como também na faixa de temperatura alta.

[0143] A partir das figuras, pode-se observar como a lama vermelha recarbonizada modificada ou a lama vermelha reidratada modificada, que foi modificada predominantemente ou na direção da gibsita/boemita e goetita/lepidocrocita/acaganeíta ou predominantemente na direção da siderita, é decomposta termicamente e as faixas de temperatura nas quais isto ocorre.

[0144] Neste caso, os respectivos óxidos e a água são produzidos a partir dos hidróxidos ou dos óxido-hidróxidos de alumínio e de ferro e o óxido correspondente e o dióxido de carbono CO2 são produzidos a partir do carbonato de ferro (II). O dióxido de carbono CO2 produzido atua, adicionalmente, como um agente de extinção de incêndios.

[0145] Em particular, a siderita se decompõe em uma faixa de temperatura na qual os hidróxidos e óxido-hidróxidos já se decomporiam e, portanto, já não poderia dar uma contribuição eficaz para a propriedade de prova de chamas.

[0146] A temperatura de decomposição significativamente maior da siderita é vantajosa na medida em que, mediante testes, de acordo com os critérios de avaliação do teste de inflamabilidade vertical (UL-94), após a desidratação completa dos hidróxidos e óxido-hidróxidos, o processo de combustão pode ocorrer novamente. Portanto, com a lama vermelha MKRS-HT otimizada para um alto teor de siderita, um agente retardante de chamas livre de halogênio (OHFR) apropriado está disponível para faixas de temperatura mais elevadas.

[0147] De modo geral, é oferecida a possibilidade de desenvolver um sistema retardante de chamas, no qual, por meio da combinação apurada de agentes retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR) de baixa temperatura, como, por exemplo, hidróxido de alumínio (ATH) ou goetita, lepidocrocita, acaganeíta, e agentes retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR) de alta temperatura, como, por exemplo, preferencialmente, carbonato de ferro (II), a necessária propriedade de prova de chamas, ou, respectivamente, a propagação do fogo, que é inerente ao sistema, pode ser controlada de tal modo que o efeito retardante de chamas livre de halogênio (OHFR) ideal é atingido para cada sistema polimérico ou, respectivamente, sistema retardante de chamas composto.

[0148] Consequentemente, de acordo com a presente invenção, os materiais retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR) "adaptados" podem ser sintetizados de um modo altamente específico e seletivo com lama vermelha reidratada modificada (MR2S-NT) e/ou lama vermelha recarbonizada (MKRS-HT). Também é possível produzir tais produtos para obter a propriedade de prova de chamas por meio da mistura de lamas vermelhas modificadas na direção da lama vermelha reidratada modificada (MR2S-NT) ou na direção da lama vermelha recarbonizada (MKRS-HT).

[0149] O efeito também pode ser intensificado pela modificação de superfície descrita e pela combinação com os agentes sinérgicos descritos, em particular, nanoargilas.

[0150] Em princípio, pode ser estabelecido que a temperatura de processamento dos sistemas do material que terá propriedade de prova de chamas determina quais produtos a lama vermelha modificada deve conter. No campo da proteção à prova de chamas de alta temperatura, produtos para proteção à prova de chamas de baixa temperatura, como, por exemplo, hidróxido de alumínio (ATH), goetita, lepidocrocita e acaganeíta, são inapropriados, uma vez que estes produtos já se decompõem durante o processamento. As lamas vermelhas que são reidratadas e/ou recarbonizadas de uma maneira específica e orientada, de acordo com a presente invenção, e que atendem às condições necessárias, podem ser produzidas por um controlador correspondente do processo de reidratação ou do processo de recarbonização. Por outro lado, na proteção à prova de chamas de baixa temperatura, os produtos de proteção à prova de chamas de alta temperatura não são, em princípio, disruptivos, uma vez que a temperatura de decomposição destes materiais é muito mais elevada do que a temperatura de processamento do polímero. Em contraste, é vantajoso, uma vez que a decomposição da lama vermelha recarbonizada (MKRS-HT) otimizada com siderita aumenta substancialmente a potencial propriedade de resistência a chamas. Modificação da Superfície:

[0151] As modificações da superfície têm uma influência substancial sobre a qualidade dos sistemas retardantes de chama e sobre a facilidade de trabalhar dos mesmos durante a composição. Além disso, as modificações de superfície selecionadas suportam o efeito retardante de chamas e a ligação na interfase (efeito de compatibilização).

[0152] As seguintes receitas são utilizadas, por exemplo, para uma modificação de superfície: 1) Modificação de Superfície A: - 1% em peso de aminopropiltrietoxisilano (AMEO) da Degussa/Evonik, com base na massa total dos componentes não poliméricos. 2) Modificação de Superfície B: - 1% em peso de EDENOR C 12/98-100 (Henkel, Alemanha); - 1,5% em peso de SFR 100 (General Electric Silicones, Schenectady, Nova Iorque, EUA), com base na massa total dos componentes não poliméricos. 3) Modificação de Superfície C: - 2% em peso de Trilene 66 (Uniroyal) (polímero de EP(D)M líquido); - 1% em peso de Unichema 4900 (ácido esteárico) da Unichema; - 1% em peso de Levapren 600 (copolímero de etileno- acetato de vinila (EVA)); com base na massa total dos componentes não poliméricos. 4) Modificação de Superfície D: - 1% em peso de Lithsolvent PL (Fa. Keller & Bohacek, Düsseldorf, Alemanha); - 2% em peso de Epikote Resin 1163; - 1% em peso de Edenor C 14 (Henkel); com base na massa total dos componentes não poliméricos.

[0153] Um misturador de fluidos ou também um misturador tipo turbina, que tem uma ferramenta variável de múltiplos níveis e cujo invólucro externo pode ser controlado por temperatura, é utilizado para a modificação de superfície.

[0154] Os aditivos reativos são medidos na câmara de reação/mistura, seja no início do ciclo de mistura com o material a ser modificado na estacionária ou no turbomisturador de partida lenta. Se os aditivos de modificação forem desenvolvidos para serem de líquido a pastoso, eles serão medidos dentro do funil do misturador.

[0155] Após o final da reação, o material quente é gentilmente resfriado até a temperatura ambiente ou até atingir a temperatura de ensacamento (tipicamente de 35°C a 23°C), em um misturador de refrigeração conectado a jusante. Este material é caracterizado pela tecnologia de pó e, portanto, é utilizado em compostos poliméricos descritos abaixo.

[0156] Os materiais retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR) descritos, de acordo com a presente invenção, são duráveis durante qualquer período de tempo e nas modificações descritas não têm data de expiração quimicamente perceptível, pressupondo armazenamento a seco apropriado na embalagem original preferencialmente fechada. Devido à distribuição de tamanho de partículas, não existe o risco permanente de separação parcial ou total, devido, por exemplo, a processos de transporte ou na descarga do silo ou do dosador da unidade de composição, como ocorre no caso das composições de retardantes de chama misturadas a partir de componentes individuais com diferentes valores de tamanho médio de partículas (d50). Os materiais retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR) anteriormente descritos, de acordo com a presente invenção, podem ser utilizados na respectiva composição, como eles são, ou seja, por exemplo, sem secagem prévia. Especialmente, as variantes de superfície modificada dos materiais retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR), de acordo com a presente invenção, não pega nenhuma umidade do ar do ambiente e, portanto, podem ser utilizadas inalteradas/sem secagem prévia. Método para processamento de materiais de acordo com a presente invenção, para produzir os compostos retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR) referidos no exemplo: Materiais de teste utilizados: Polímeros: - Copolímero de etileno-acetato de vinila (EVA) - “ESCORENE ULTRA UL 00119” da ExxonMobil; - Polipropileno copolímero aleatório (PP) - "VESTOLENE PP 8400"; - Poliamida 6 - "Ultramid B3L" da BASF; - PVC DS 7060 da ICI UK; Retardantes de chama: - Hidróxido de alumínio "SUPERFINE SF4 ESD" da Alcan Chemicals Ltd. Burntisland, Escócia, Reino Unido (amostra zero); - Hidróxido de magnésio "Magnifin H 5" da Veitscher Magnesit Produktionsgesellschaft, Breitenau, Áustria (amostra zero); - Éter pentabromodifenílico p.a. e trióxido de antimônio a.a. (Amostra zero); - MR2S-NT (amostras zero); - MKRS-HT (amostra de acordo com a presente invenção); - MR2S-NT/MKRS-HT (amostra de acordo com a presente invenção). Aditivos/sinérgicos: - Nanoargila: "Bentone 104" da Elementis Inc., EUA ou "Nanofil SE 3000" da Südchemie/Rockwood Clay Additives GmbH, Alemanha; - Estanato de zinco: "FLAMTARD S" da Joseph Storey, Reino Unido. Unidades de Composição:

[0157] Todos os compostos poliméricos citados foram, conforme indicado nas respectivas tabelas, processados nas seguintes unidades de composição, para produzir os compostos correspondentes de moldagem: 1) Amassadeira coaxial BUSS (MDK E 46, 15 L/D com GS 70 3,5 D), com uma taxa de rendimento média de 15 a 20 kg/h; 2) Extrusora dupla rosca (parafuso) co-rotante (DSE ou SSE) Werner & Pfleiderer ZSK 25 com uma capacidade média de produção de 12-25 kg/h ou Leistritz GL 50 mm com 44 L/D com uma capacidade média de produção 60-250 kg/h. Equipamento de Medição:

[0158] Dosadores gravimétricos (Alimentador por Perda de Peso) em todas as estações de alimentação para polímeros, aditivos/estabilizadores e agentes retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR), tanto no consumo principal (ELS 1 na co-amassadeira BUSS) e também "a jusante", sendo que o dosador de polímeros granulados opera como um dosador mestre.

[0159] No modo alimentação em separado, os agentes retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR) são, em cada caso, medidos na corrente polimérica distribuída ao longo das três estações de medição.

[0160] Os compostos presentes sob a forma de granulado são então processados, tanto por meio de moldagem por injeção, como também por meio de extrusão, para a produção de objetos de teste correspondentes, de acordo com as normas DIN/ISO e ASTM e depois são então testados. Os objetos de teste, para o teste de resistência de contato específica, são produzidos a partir de um pedaço de chapa fina laminada, por meio do derretimento do granulado em um cilindro duplo de laboratório controlado por temperatura em uma prensa de painel aquecido/resfriado. Antes dos respectivos testes, os objetos de teste acabados são equilibrados na temperatura ambiente padrão. Testes - Resistência à tração [MPa], DIN EN ISO 527 (referida aqui como TS); - Módulo de elasticidade à tração [MPa], DIN EN ISO 527 (aqui referido como E-Mod); - Alongamento na ruptura [m/m], DIN EN ISO 527 (aqui referido como EL); - Resistência ao rasgamento [MPa], DIN EN ISO 527 (referida aqui como TR); - Resistência ao impacto [kg/m2], DIN EN ISO 8256 (aqui referida como a(n)); - Índice de oxigênio [%], DIN EN ISO 4589-2 (referido aqui como LOI); - Resistência ao impacto Charpy [kg/m2], DIN EN ISO 179 (referida aqui como a(k)); - Teste de inflamabilidade vertical (UL-94), de acordo com a norma IEC/DIN 60695-10/-11/-20 e CSA C 22.2; - Calorímetro de cone, de acordo com a norma ISO 5660- 1/ASTM E 1354; - Resistência de contato específico, DIN ISO 53482 [Q x cm] - (referida aqui como SCR); - MFI (índice de fluxo de material fundido) a X°(C) e - Peso da carga y (kg) em (g/10 minutos).

[0161] Aqui, no caso de etileno-acetato de vinila/polietileno (EVA/PE), normalmente 190°C a 5 kg ou a 10 kg para polímeros que fluem deficientemente. No caso de polipropileno (PP), normalmente a 230°C e carga de 2,16 kg e 5 kg para os tipos de extrusão que fluem deficientemente.

[0162] Na Tabela 4, os requisitos mínimos são, por exemplo, o habitual na Europa para os compostos de cabos/revestimentos de cabos. Tabela 4:

[0163] Geralmente, todas as variantes do material retardante de chamas livre de halogênio (OHFR), de acordo com a presente invenção, podem ser produzidas em todas as máquinas de processamento/ unidades de composição que são utilizadas nas indústrias (de plásticos) para a produção de compostos de polímeros (altamente) carregados, como, por exemplo, misturador interno (Banbury); moinhos de cilindro duplo; misturador interno; misturador contínuo Farrel (FCM); extrusora de eixo planetário; SSE (extrusora de parafuso único) com parafusos que permitem uma homogeneização eficaz (cabeçote misturador Maddox, anéis de bloqueio); misturador intensivo.

[0164] Como resultado da alta densidade aparente (UTBD), tanto da variante de baixa temperatura, como da variante de alta temperatura da lama vermelha modificada e da fluidez extremamente boa, os materiais podem ser adicionados na máquina de composição extremamente bem, tanto com o equipamento de medição volumétrica convencional como também (de preferência) com o equipamento de medição gravimétrica (o chamado "alimentador por perda de peso", por exemplo, da K-Tron-Soder ou Brabender). EXEMPLOS: Exemplos de etileno-acetato de vinila (EVA): 0) Formulação básica como amostra zero Formulação: EVA 00119 40% ATH 60% Resultados: Resistência à tração (TS): 8,9 Resistência ao rasgamento (TR): 6,5 Alongamento na ruptura (EL): 1,8 Resistência de contato específico (SCR): E 13 Índice de fluxo de material fundido (MFI) (190/10): 1,6 Teste de inflamabilidade vertical (UL-94) (3,2 mm): V-0 Índice de oxigênio (LOI): 28 Observações:

[0165] Esta formulação corresponde ao padrão aceito na indústria de cabos e é a base para comparação para os exemplos no sistema polimérico polietileno/etileno-acetato de vinila (PE/EVA). 1) Formulação: EVA 40% MKRS-HT 60% Resultados: Resistência à tração (TS): 9,8 Alongamento na ruptura (EL): 1,6 Resistência de contato específico (SCR): E 14/E 12 Teste de inflamabilidade vertical (UL-94) (3,2 mm): (V-2)* Índice de oxigênio (LOI): 26 Índice de fluxo de material fundido (MFI) (190/10): 1,4 *: O tempo durante o qual o material fica incandescente (fosforescência) é muito longo, consequentemente, a classificação de acordo com o teste de inflamabilidade vertical (UL-94) é: nm (não atingido). Observações:

[0166] Nesta formulação, a lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT) é utilizada exclusivamente. As características mecânicas correspondem ao padrão. A fosforescência pode ser suprimida por maior da adição de agentes sinérgicos correspondentes, como, por exemplo, estanato de zinco, boratos, etc. 2) Formulação: EVA 40% MKRS- HT 60%; superfície modificada com revestimento “D” Resultados: Resistência à tração (TS): 14,4 Alongamento na ruptura (EL): 1,5 Resistência de contato específico (SCR): E 15/E 14 Teste de inflamabilidade vertical (UL-94) (3,2 mm): V-1 Índice de oxigênio (LOI): 29 Índice de fluxo de material fundido (MFI) (190/10): 2,3 Observações:

[0167] Nesta formulação, é utilizada, exclusivamente, a lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT), com a modificação de superfície, de acordo com a formulação "D". As características mecânicas são muito boas em comparação com o padrão, as características elétricas são igualmente muito boas e a facilidade de trabalhar é significativamente melhorada (por um fator de 2). A propriedade de prova de chamas também é melhorada. O composto pode ser utilizado para muitas aplicações de Fios & Cabos (W&C). 3) Formulação: EVA 35% MR2S-NT 30% MKRS-HT 30% Nanoargila 5%

[0168] É incluída a modificação de superfície "A", na mistura constituída de lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS) e nanoargila. Resultados: Resistência à tração (TS): 16,6 Alongamento na ruptura (EL): 3,41 E-Mod: 189 Resistência de contato específico (SCR): E15/E15 Teste de inflamabilidade vertical (UL-94) (3,2 mm): V-0 Índice de oxigênio (LOI): 28 Observações:

[0169] Nesta formulação, é utilizada uma mistura específica de lama vermelha reidratada modificada (MR2S-NT) e lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT), ou seja, uma lama vermelha recarbonizada reidratada modificada, com a modificação de superfície "A". As características mecânicas e elétricas são muito boas. É apresentada uma característica excelente para a resistência de contato específica. A resistência a chamas corresponde à resistência de um comparável composto à prova de chamas de hidróxido de alumínio (ATH). 4) Formulação: EVA 40% MKRS-HT 26% MDH 26% Nanoargila 5% Flamtard S 3%

[0170] Todos os componentes não poliméricos são providos de modificação de superfície "C". Resultados: Resistência à tração (TS): 15 Alongamento na ruptura (EL): 1,75 Resistência de contato específico (SCR): E 15/E 14 Teste de inflamabilidade vertical (UL-94) (1,6 mm): V-0 Índice de oxigênio (LOI): 49 Observações: Nesta formulação, a lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT) é utilizada em uma combinação direcionada, com um material de enchimento convencional retardante de chamas livre de halogênio (OHFR), (aqui: hidróxido de magnésio - MDH), em combinação com agentes sinérgicos (nanoargila, estanato de zinco). As características mecânicas, elétricas e retardadoras de chamas são excelentes, em comparação com o padrão acima mencionado. 5) Formulação: EVA 55% MKRS-HT em nanoescala 18,5% MDH 18,5% Nanoargila 5% Flamtard S 3%

[0171] Os componentes não poliméricos são providos de modificação de superfície "B". Resultados: Resistência à tração (TS): 19,6 Alongamento na ruptura (EL): 2,9 Resistência de contato específico (SCR): E 15/E 15 Teste de inflamabilidade vertical (UL-94) (1,6 mm): V-0 LOI: 41 Observações:

[0172] Nesta formulação, em comparação com a formulação 4), é utilizada uma quantidade reduzida de retardante de chamas (combinação de MKRS-HT em uma nanoescala com hidróxido de magnésio (MDH) e agentes sinérgicos (nanoargila e Flamtard S)), com a modificação de superfície, de acordo com a formulação "B". No entanto, os resultados que são alcançados são comparáveis com os da formulação 4). Exemplos de cloreto de polivinila (PVC): 0) formulação básica como amostra zero Formulação: PVC DS 7060 24,7% Plastificante DIOP (diisooctil ftalato) 12,3% ATH Superfine SF4 ESD 61,7% Irgastab EZ 712 1,3% Resultados: Tempo para inflamar (segundos) 34 Pico da taxa de liberação de calor (PHRR) (KW/m2) 118 Calor total liberado (THR) (MJ/m2) 50,8 Área específica de extinção (SEA) (m2/kg) 116,5 Índice de desempenho em reação ao fogo (m2 s/KW) 0,3 Parâmetro de Fumaça (MW/kg) 18,7 Observações: Esta formulação é o padrão de referência para as formulações de cloreto de polivinila (PVC). 1) Formulação: PVC DS 7060 24,7% Plastificante DIOP (diisooctil ftalato) 12,3% MKRS-HT 61,7% Irgastab EZ 712 1,3% Resultados: Tempo para inflamar (segundos) 69 Pico da taxa de liberação de calor (PHRR) (KW/m2) 106 Calor total liberado (THR) (MJ/m2) 23,1 Área específica de extinção (SEA) (m2/kg) 122,0 Índice de desempenho em reação ao fogo (m2 s/KW) 0,7 Parâmetro de Fumaça (MW/kg) 14 Observações: Nesta formulação, é utilizada a lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT). As características de resistência a chamas são melhoradas em comparação ao padrão baseado no hidróxido de alumínio (ATH). Exemplos de Polipropileno (PP): 0) formulação básica como amostra zero Formulação: PP 8400 35% MDH 65% Resultados: Resistência à tração (TS): 24,3 Resistência ao rasgamento (TR): 10,8 Alongamento na ruptura (EL): 0,021 E-Mod: 3400 a(n): 5,8 Teste de inflamabilidade vertical (UL-94) (3,2 mm): V-0 Índice de fluxo de material fundido (MFI) (230/5): 4,6 Observações:

[0173] Esta formulação é o padrão de referência baseado no hidróxido de alumínio (ATH), que é aceito na indústria de plásticos. 1) Formulação: PP 8400 35% MKRS-HT 65% Resultados: Resistência à tração (TS): 17,5 Alongamento na ruptura (EL): 0,23 Teste de inflamabilidade vertical (UL-94) (3,2 mm): V-2 Índice de fluxo de material fundido (MFI) (230/5): 1,5 Observações:

[0174] Nesta formulação, é utilizada apenas a lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT). O alongamento na ruptura é melhorado em comparação com a amostra zero, mas a propriedade de prova de chamas não atinge o nível dos valores aqui especificados. 2) Formulação: PP 8400 35% MKRS-HT 60% Nano 5%

[0175] Os componentes não poliméricos são providos de modificação de superfície “D". Resultados: Resistência à tração (TS): 19,1 Alongamento na ruptura (EL): 0,56 a(n): 5,8 Teste de inflamabilidade vertical (UL-94) (3,2 mm): V-0 Índice de fluxo de material fundido (MFI) (230/5): 6,1 Observações:

[0176] Nesta formulação, além da lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT), a nanoargila também é utilizada como agente sinérgico e uma superfície de revestimento, de acordo com a fórmula "D", é utilizada. As características mecânicas e as características de resistência a chamas correspondem ao padrão. A facilidade de trabalhar é consideravelmente melhorada. Exemplos de polipropileno com organobromados à prova de chamas: 0) Formulação básica como amostra zero Formulação: PP 8400 63% Éter pentabromodifenílico 12% Trióxido de antimônio 5% Mica 20% Resultados: Resistência à tração (TS): 23,6 Alongamento na ruptura (EL): 0,023 a(n): 15,5 Teste de inflamabilidade vertical (UL-94) (1,6 mm): V-2 Índice de fluxo de material fundido (MFI) (230/5): 7 Observações:

[0177] Trata-se de uma formulação retardadora de chamas de poliolefina, que serve como amostra de comparação com a seguinte formulação. 1) Formulação: PP 8400 63% Éter pentabromodifenílico 6% Trióxido de antimônio 2% MKRS-HT 29 Resultados: Resistência à tração (TS): 25,8 Alongamento na ruptura (EL): 0,17 a(n) sem ruptura (w. br.) Teste de inflamabilidade vertical (UL-94) (1,6 mm): V-0 Índice de fluxo de material fundido (MFI) (230/5): 6 Interpretação:

[0178] Ao reduzir pela metade a carga do sistema à prova de chamas trióxido de antimônio/halogênio orgânico (percentualmente), o uso da lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT), de acordo com a presente invenção, no lugar da mica, resulta em um composto que atinge V-0 no ensaio de resistência ao fogo, de acordo com o teste de inflamabilidade vertical (UL-94). Neste contexto, as características mecânicas são consideravelmente melhores do que as características mecânicas da amostra zero. Exemplos de Poliamida: 0) Formulação básica como amostra zero Formulação: PA B3L 45% MDH (H-7) 55% Resultados: E-Mod: 5000 Resistência à tração (Resistência ao rasgamento): 58(58) Alongamento na ruptura (EL): 0,023 a(n): 21 UL 94 (3,2 mm): V-0 Observações:

[0179] PA B3L é um modelo com resistência a impacto modificado para a amplamente utilizada poliamida (PA) de “engenharia de plásticos", que é utilizada, entre outras coisas, em aplicações retardadoras de chamas, como, por exemplo, circuitos de proteção inibidora de incêndio. Esta formulação é considerada na indústria de plásticos correspondente como um padrão de referência de poliamida à prova de fogo. 1) Formulação: PA B3L 45% MKRS-HT 55% Resultados: Resistência à tração (TS): 55 Resistência ao rasgamento (TR): 55 Alongamento na ruptura (EL): 0,018 E-Mod: 4520 a(n): 19 Teste de inflamabilidade vertical (UL-94) (3,2 mm): V-2 Observações:

[0180] Nesta formulação, é utilizada a lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT). As características mecânicas correspondem ao padrão e as características de resistência a chamas estão abaixo do padrão. 2) Formulação: PA B3L 45% MKRS-HT (com modificação de superfície “A”) 55% Resultados: Resistência à tração (Resistência ao rasgamento): 65(65) Alongamento na ruptura (EL): 0,09 E-Mod: 5600 a(n): 32 Teste de inflamabilidade vertical (UL-94) (3,2 mm): V-1; (11,6 mm): n.e. Observações:

[0181] Nesta formulação, além da lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT), é incluída a modificação de superfície "A". A modificação de superfície "A" melhora, especialmente, a resistência a chamas do composto consideravelmente, embora ainda não atinja o nível do padrão, mas já é consideravelmente melhor do que o da formulação 1). Além disso, também melhora, consideravelmente, as características mecânicas, o que é útil para aplicações tecnicamente exigentes. 3) Formulação: PA B3L 45% MKRS-HT 50% Nanoargila 5%

[0182] Os componentes não poliméricos são providos de modificação de superfície “D". Resultados: Resistência à tração (TS): 63 Resistência ao rasgamento (TR): 63 Alongamento na ruptura (EL): 0,29 E-Mod: 5500 a(n): 34 Teste de inflamabilidade vertical (UL-94) (3,2 mm): V-0; (1,6 mm) V-1 Observações:

[0183] Nesta formulação, além da lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT), são utilizadas nanoargila sinérgica e modificação de superfície, de acordo com a formulação "D". Esta formulação do composto fornece uma excelente resistência a chamas, o que permite uma redução na espessura da parede dos componentes elétricos. Neste caso, as características mecânicas atingem o padrão industrial. Discussão:

[0184] Os agentes à prova de chamas livres de halogênio completamente inorgânicos podem ser obtidos por meio da reidratação e, de acordo com a presente invenção, por meio da recarbonização da lama vermelha, que é produzida como um produto residual, quando o hidróxido de alumínio (ATH) é obtido a partir da bauxita, de acordo com o processo Bayer. Sem tratamento químico, a lama vermelha também apresenta um certo efeito retardante de chamas, o que é atribuível à presença de resíduos de gibsita/boemita ou goetita e outros efeitos sinérgicos na lama vermelha, mas, geralmente, flutua a um maior ou menor grau, ou seja, são características indefinidas. Retardantes de chama com características definidas são produzidos apenas por reidratação e, especialmente, por recarbonização da lama vermelha.

[0185] O teor de hidróxidos/óxido-hidróxidos de alumínio e ferro é aumentado por meio da reidratação. Estes produtos apresentam a sua ação retardante de chamas entre aproximadamente 220°C e 350°C. O carbonato de Fe (II) que desenvolve o seu efeito retardante de chamas entre aproximadamente 350°C e 500°C por decomposição no óxido de ferro e CO2 é produzido principalmente por meio da recarbonização da lama vermelha.

[0186] Portanto, os retardantes de chama podem ser produzidos, seja para atuarem na faixa de temperaturas entre 350°C a 500°C, isto é, constituindo os retardantes de chama de alta temperatura, ou para atuarem na faixa de temperatura entre 220°C e 350°C, isto é, constituindo os retardantes de chama de baixa temperatura, ou pela realização especial da reação ou mistura, os retardantes de chama abrangem tanto a faixa de temperatura baixa, como também a faixa de temperatura alta e, portanto, são ativos entre 220°C e 500°C.

[0187] Juntamente com as substâncias ainda presentes na lama vermelha, como, por exemplo, silicatos, silicatos de alumínio, TiO2, etc., que da mesma forma atuam sinergicamente ou especificamente, os inovadores e econômicos produtos retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR) estão, portanto, disponíveis, sendo estes adaptados especificamente para cada polímero. Os produtos previamente disponíveis no mercado são hidróxido de alumínio (ATH) e hidróxido de magnésio (MDH), que atuam entre 180°C e aproximadamente 350°C. O hidróxido de alumínio (ATH) abrange a faixa de 180°C a aproximadamente 220°C, o hidróxido de magnésio (MDH), denominado "retardante de chamas de alta temperatura" abrange a faixa até 350°C. Os produtos obtidos a partir da lama vermelha, por reidratação ou de acordo com a presente invenção por recarbonização, abrangem, com um único produto, as faixas de temperatura entre 220°C e 350°C, 350°C e 500°C ou 220°C e 500°C.

[0188] Os produtos produzidos a partir da lama vermelha podem ser submetidos às mudanças físicas e também químicas. Entende-se que as mudanças físicas são, em particular, o ajustamento do tamanho médio de partícula e do teor de umidade residual. As modificações químicas incluem o ajustamento da proporção de "Na2O solúvel" (compostos de sódio solúveis em água), bem como revestimentos de superfície com substâncias, como, por exemplo, organossilanos, organotitanatos, aluminatos de organozircônio, ácidos carboxílicos, derivados de ácidos hidroxicarboxílicos, amaciantes, oligômeros, precursores poliméricos, polímeros, ionômeros, ácido bórico e os sais metálicos derivados do mesmo, estanatos de zinco, hidroxistanatos de zinco ou as combinações destes. Além disso, estes produtos podem ser combinados com agentes sinérgicos como, por exemplo, organoargilas (nanoargilas), compostos de estanho, ácido bórico, fluoropolímeros (menos do que 5%), etc..

[0189] Nos exemplos, os testes foram realizados com os seguintes polímeros: EVA, PP, poliamida 6 e PVC. Os testes foram realizados por comparação com hidróxido de alumínio (ATH), hidróxido de magnésio (MDH) e éter pentabromodifenílico/trióxido de antimônio como amostra zero. A lama vermelha MKRS-HT ou MR2S-NT/MKRS-H foi utilizada como o produto, de acordo com a presente invenção.

[0190] Os seguintes resultados podem ser obtidos: Etileno-acetato de vinila (EVA):

[0191] As formulações referidas nos exemplos resultaram em compostos que produziram características mecânicas muito boas, características excelentes para a resistência de contato específica e características de resistência a chamas comparáveis às características dos compostos providos de hidróxido de alumínio (ATH). Os compostos podem ser utilizados em todas as aplicações de Fios & Cabos (W&C). Cloreto de polivinila (PVC):

[0192] A formulação dada no Exemplo 1) é melhorada quanto às suas características de resistência a chamas, em comparação com o padrão baseado em hidróxido de alumínio (ATH). Polipropileno (PP):

[0193] A formulação apresentada no exemplo 2) corresponde ao padrão, tanto em relação às suas características mecânicas, quanto às suas características de resistência a chamas.

[0194] No caso do polipropileno (PP) com características de resistência a chamas organobromadas, na formulação 1), em comparação com a amostra zero, a quantidade de éter pentabromodifenílico/óxido de antimônio foi reduzida pela metade e a mica foi omitida. Para esta finalidade, a lama vermelha MKRS-HT foi integrada. Esta formulação apresentou melhores características mecânicas e atingiu a proteção antiinflamabilidade vertical (VO). Poliamida (PA):

[0195] A formulação apresentada no exemplo 3) atinge características mecânicas correspondentes ao padrão. A característica de resistência a chamas é excelente.

[0196] Assim sendo, de forma geral, pode-se estabelecer que a lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT) ou a lama vermelha reidratada modificada (MR2S-NT) ou as misturas de ambas, por exemplo, pelo gerenciamento especial do processo ou pela mistura de MR2S-NT e MKRS-HT, produz(em) sistemas retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR), que correspondem a um produto da tecnologia previamente coberta por hidróxido de alumínio (ATH) e hidróxido de magnésio (MDH). De acordo com a presente invenção, com a lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT), um produto adicional é introduzido no mercado, o qual é muito apropriado para a faixa de temperatura alta (350°C - 500°C). Além disso, a matriz da lama vermelha, na qual os produtos MR2S-NT e/ou MKRS-HT produzidos por modificação são incorporados, parece mudar os intervalos de reação, nos quais os hidróxidos/óxido-hidróxidos de alumínio e ferro atuam em faixas de temperatura mais elevadas.

[0197] A modificação de superfície da variante MKRS-HT otimizada com siderita é produzida pelo excelente comportamento no armazenamento de água, ou seja, praticamente nenhuma diminuição na resistência de contato específica é observada. Este é um resultado extraordinário para um agente mineral à prova de chamas.

[0198] Geralmente, poderá ser estabelecido que com a lama vermelha reidratada e/ou recarbonizada modificada, ou seja, com MKRS- HT ou MR2S-NT ou MR2S-NT/MKRS-HT, os sistemas retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR) adaptados especificamente para cada polímero podem ser considerados significativamente mais econômicos em comparação com os produtos utilizados no passado, mas, neste caso, os resultados comparáveis podem ser alcançados em relação às características mecânicas e, acima de tudo, em relação às características de resistência a chamas. Estes sistemas retardantes de chamas livres de halogênio (OHFR) também podem ser misturados com os produtos existentes no mercado, como, por exemplo, com hidróxido de alumínio (ATH), hidróxido de magnésio (MDH), brucita ou huntita, etc., a fim de obter ou enfatizar efeitos especiais. SUBSTITUTA DA BARITA:

[0199] Além disso, de acordo com a presente invenção, pode ser estabelecido que a lama vermelha reidratada modificada (MR2S-NT) e a lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT) e as suas misturas podem substituir a barita em aplicações específicas. Os produtos assim constituídos podem, então, também apresentar um efeito retardante de chamas, além do "efeito comparável à barita". Consequentemente, há um duplo efeito. Exemplo de tais aplicações é, por exemplo, guarda-fogo. ISOLAMENTO ACÚSTICO:

[0200] Além disso, de acordo com a presente invenção, pode ser estabelecido que a lama vermelha reidratada modificada (MR2S-NT) e a lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT) e as misturas das mesmas têm um efeito de isolamento acústico. Portanto, os produtos que contêm as mesmas também exibem um efeito de isolamento acústico além do efeito retardante de chamas. Deste modo, aqui também há um efeito duplo. Exemplos de tais aplicações são, em particular, sistemas de plásticos que são utilizados na indústria da construção.

[0201] A lama vermelha reidratada modificada (MR2S-NT) e a lama vermelha recarbonizada modificada (MKRS-HT) e as suas misturas também podem ser adicionadas aos sistemas de materiais minerais com o objetivo de isolamento acústico. Exemplos, neste caso, são painéis de gesso cartonado, argamassa, concreto, etc.. Aplicações importantes são, em particular, na indústria da construção.

[0202] Nas declarações acima e/ou abaixo mencionadas, o uso da expressão "pode" ou "pode ser" deve ser entendido como sinônimo de "preferencialmente" ou "preferencialmente tem" e deve explicar outras modalidades, de acordo com a presente invenção.

[0203] As modalidades, de acordo com a presente invenção, podem ter uma ou mais das características acima e/ou abaixo mencionadas. SUBSTITUTO DO TRIÓXIDO DE ANTIMÔNIO, ISOLAMENTO TÉRMICO, ARMAZENAMENTO TÉRMICO, BLINDAGEM DE ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

[0204] Algumas ou todas as modalidades, de acordo com a presente invenção, podem ter uma, várias ou todas as vantagens acima ou abaixo mencionadas.

[0205] Os campos de aplicação preferidos e vantajosos do agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, MKRS-HT e/ou MR2S-NT, são, além do efeito de resistência a chamas livre de halogênio já anteriormente descrito: - Substituição parcial ou preferencialmente completa do trióxido de antimônio, tanto em formulações de PVC, mas como também em formulações à prova de fogo de halogênio orgânico; - Isolamento térmico: em particular, onde, além do isolamento térmico, em suas possíveis e diversas configurações, a propriedade de resistência a chamas do respectivo componente também desempenha uma função; - Armazenamento térmico: em particular, onde, além do armazenamento térmico, em todas as suas possíveis configurações técnicas, o isolamento térmico e a propriedade de resistência a chamas dos respectivos componentes também desempenham uma função; - Isolamento acústico: em particular, onde, além do isolamento acústico, características, como, por exemplo, armazenamento térmico e/ou isolamento térmico e, em particular, propriedade de resistência a chamas prolongada e/ou fundamental, desempenham uma função, e/ou; - Blindagem de radiação eletromagnética: em particular, onde, além de um efeito de resistência a chamas, armazenamento térmico e/ou isolamento térmico e/ou radiação eletromagnética, resultante, por exemplo, de várias fontes com energia diferente e efeitos um tanto desastrosos sobre a integridade dos componentes e/ou sistemas completos eletrônicos e/ou elétricos, bem como os efeitos da chamada "poluição eletromagnética" em pessoas sensíveis e/ou residentes, que precisam ser minimizados.

[0206] Estes campos de aplicação são significativos, em especial, quando, por exemplo, no campo da construção ou equipamento de construção, além dos efeitos descritos, uma eficiente propriedade de resistência a chamas livre de halogênio também é buscada.

[0207] A este respeito, em princípio, os referidos efeitos típicos podem ser combinados um com o outro, conforme necessário e de acordo com a necessidade técnica, a fim de conseguir o perfil característico requerido.

[0208] Como já foi dito, considerando de um modo geral, há três abordagens principais para atingir uma determinada propriedade de resistência a chamas em sistemas poliméricos: - Sistemas retardantes de chamas (ER) intumescentes (por exemplo, derivados de melamina + polímero, etc.); - Sistemas retardantes de chamas (FR) livres de halogênio (em particular, ATH, MDH, APP, etc.), e/ou; - Sistemas retardantes de chamas (FR) contendo halogênio (por exemplo, PVC + trióxido de antimônio; sistemas retardantes de chamas contendo halogênio orgânico + Sb2O3 + polímero, etc.).

[0209] Os agentes à prova de chamas MKRS-HT e/ou MR2S-NT, de acordo com a presente invenção, conforme descrição acima para os sistemas retardantes de chama livres de halogênio, são otimamente apropriados para os sistemas retardantes de chama contendo halogênio.

[0210] Portanto, a presente invenção também se refere ao uso de um agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, ou ao uso de misturas de um agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, com lama vermelha, como material de enchimento, em especial, em sistemas de plásticos, de preferência, no lugar da barita. Portanto, é possível, vantajosamente, obter materiais sintéticos compostos simultaneamente a uma característica à prova de chamas.

[0211] Além disso, a presente invenção também se refere ao uso do agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, como um substituto do trióxido de antimônio (Sb2O3).

[0212] Em modalidades vantajosas, de acordo com a presente invenção, os agentes à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, podem ser utilizados em alternativa, pelo menos parcial ou completamente, como um substituto do trióxido de antimônio (Sb2O3).

[0213] Em particular, nos compostos de fios e cabos em PVC, como também em compostos à prova de fogo de halogênio orgânico (compostos Hal-FR), o trióxido de antimônio é usualmente empregado como um agente sinérgico.

[0214] Em caso de incêndio, no composto de PVC, o trióxido de antimônio reage com o intermediário de halogênio liberado na pirólise, para a produção de oxicloreto de antimônio (SbOCl) ou oxibrometo de antimônio (SbOBr), que ambos são ativos como coletores de radicais na fase gasosa e, portanto, interrompem o processo de combustão.

[0215] Neste caso, os compostos eficazes acima mencionados são, em sua grande maioria, responsáveis pela alta densidade dos gases de combustão. Uma vez que, em caso de incêndio, a densidade dos gases de combustão faz com que as pessoas afetadas fiquem incapazes de utilizar os trajetos de fuga com êxito e, portanto, podem ficar feridos, seria vantajoso que a densidade do gás de combustão fosse minimizada. No entanto, neste caso, especialmente, a inibição do fogo, em todo o sistema, não deve ser comprometida.

[0216] Entretanto, o trióxido de antimônio geralmente empregado apresenta várias desvantagens. Estas desvantagens são, além dos pontos acima mencionados, tanto a toxicidade, que é baseada nos efeitos carcinogênicos, teratogênicos e/ou mutagênicos, mas como também o preço, o que assegura uma situação de abastecimento tensa.

[0217] Os compostos, como, por exemplo, molibdato de zinco, molibdato de cálcio ou pentóxido de antimônio, que são apropriados como possíveis substitutos, apresentam outras desvantagens. Por exemplo, eles têm um preço ainda mais elevado em comparação com o trióxido de antimônio. Além disso, eles geram consideráveis problemas de estabilidade em muitas formulações de compostos.

[0218] Aqui, o uso do agente à prova de chamas (MKRS- HT e/ou MR2S-NT), de acordo com a presente invenção, no lugar do trióxido de antimônio, oferece uma alternativa vantajosa. Em particular, o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, é tecnicamente tão eficaz quanto e, acima de tudo, não tóxico. Além disso, o uso do agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, também é vantajoso do ponto de vista comercial, em particular, no que diz respeito à disponibilidade e/ou preço.

[0219] Uma vez que o agente à prova de chamas (MKRS- HT e/ou MR2S-NT), de acordo com a presente invenção, tem um espectro de distribuição de tamanho de partícula comparável com o trióxido de antimônio comercialmente disponível, ele pode ser vantajosamente preparado exatamente como tal. Em particular, o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, pode ser vantajosamente incorporado no composto como concentrados de pigmentos, corantes ou aditivos (concentrados de substância ativa - masterbatches), em pó ou em pasta. Desta forma, pode, vantajosamente, ser possível evitar dispendiosas etapas adicionais na composição.

[0220] Além disso, a presente invenção também se refere ao uso do agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, como um agente sinérgico.

[0221] Em modalidades vantajosas, de acordo com a presente invenção, o agente sinérgico pode, sobretudo, ser capaz de prender ou ligar os produtos intermediários contendo halogênio produzidos, em casos de incêndio.

[0222] Além disso, a presente invenção também se refere ao uso do agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, como um estabilizador térmico. Portanto, pode ser vantajosamente possível que a estabilidade térmica dos sistemas de materiais contendo o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, seja aumentada de uma forma orientada ou, geralmente, controlada.

[0223] Em modalidades vantajosas, de acordo com a presente invenção, o agente à prova de chamas da presente invenção pode, em particular, ser incluído e/ou apropriado como estabilizador térmico em composições contendo cloreto de polivinila (PVC) ou contendo PVC e/ou composições à prova de chamas contendo halogênio.

[0224] Em modalidades vantajosas, de acordo com a presente invenção, o agente à prova de chamas da presente invenção pode, em especial, ser utilizado em composições contendo cloreto de polivinila (PVC) ou em compostos contendo cloreto de polivinila (PVC) e/ou composições à prova de chamas contendo halogênio, como um agente de enchimento e/ou como um substituto para o trióxido de antimônio (Sb2O3) e/ou como um agente sinérgico e/ou como um estabilizador térmico.

[0225] Em outras modalidades vantajosas, de acordo com a presente invenção, as composições contendo cloreto de polivinila (PVC) podem, particularmente, ser cabos contendo cloreto de polivinila (PVC) ou compostos de cabos contendo cloreto de polivinila (PVC).

[0226] Além disso, em modalidades vantajosas específicas, de acordo com a presente invenção, as composições contendo cloreto de polivinila (PVC) contém, adicionalmente, um amaciante. EXEMPLOS:

[0227] Os respectivos compostos são produzidos por meio do uso de uma co-amassadeira BUSS (MDK/ E 46 -11 D / GS 46 (3,5 D)) e os grânulos correspondentes são processados para produzir os objetos de teste, por meio de um moinho de laboratório e uma prensa de placa dupla, que pode ser aquecida ou resfriada.

[0228] Antes do respectivo teste, os objetos de teste são equilibrados em um clima padrão (23°C, 50% de umidade relativa) durante 48 horas. As Tabelas 5 e 6 mostram vários resultados. Tabela 5

[0229] Formulação: OxyVinyls® 240 (100 phr), chumbo fumarato - 9 phr, TOTM-35 phr, Cl.-PE -15 phr, óleo de soja epox. -3 phr, Sb2O3 -2 phr, MgO -10 phr, SF4 ESD (ATH) 29 phr, giz (Ultracarb U5) -29 phr, respectivo supressor de gases de combustão -10 phr Tabela 6: Estabilidade dinâmica em formulação de PVC "livre de chumbo"

[0230] Além disso, a presente invenção também se refere ao uso do agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, para o armazenamento térmico ou como um material de armazenagem de calor.

[0231] A capacidade de armazenamento térmico de um material de construção é geralmente descrita pelo coeficiente de armazenamento térmico S, que é proporcional ao calor específico C e à densidade aparente p: S = C * p (kJ/m3.K) ou (Wh/m3K).

[0232] Isto dá a quantidade de calor que é necessária para aquecer 1 m3 do material de construção por 1 Kelvin (= 1°C).

[0233] A capacidade de armazenamento térmico Q é determinada pela espessura do componente s e o coeficiente de armazenamento térmico S: Q = C p s (kJ/m2K) ou (Wh/m2K).

[0234] Estudos comparativos entre placas de gesso acartonado disponíveis comercialmente e painéis preenchidos produzidos com o agente à prova de chamas (MKRS-HT e/ou MR2S-NT), de acordo com a presente invenção, e com base em uma matriz polimérica, mostram, surpreendentemente, que os painéis produzidos com o agente à prova de chamas (MKRS- HT e/ou MR2S-NT), de acordo com a presente invenção, na configuração sólida à mesma temperatura de partida, resfriaram muito mais lentamente do que as placas de gesso acartonado disponíveis comercialmente.

[0235] A Figura 10 mostra, a título de exemplo, uma imagem da câmara térmica do referido painel durante a sua refrigeração.

[0236] A Figura 11 mostra, a título de exemplo, as respectivas curvas de refrigeração de dois painéis de teste medidos. Um painel de teste é uma placa de gesso, com uma espessura de camada de 10 mm (vide a curva com os símbolos quadrados). O outro painel de teste é um painel de teste produzido com os agentes à prova de chamas MKRS-HT e/ou MR2S-NT, de acordo com a presente invenção, contendo gesso e 30% em peso de um agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, com uma espessura de camada de 10 mm (vide a curva com os símbolos triangulares). Neste caso, ambos os painéis foram armazenados durante 3 horas em uma câmara de secagem a 80°C. Em seguida, eles foram travados em uma posição vertical e a radiação de calor dos mesmos foi medida e registrada com o auxílio de uma câmara de imagem térmica. Neste caso, foram registrados cinco imagens da câmera por minuto durante 31 minutos. Por conseguinte, o eixo horizontal tem 155 pontos de medição M. Como se pode observar claramente na Figura 11, os painéis produzidos com o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, MKRS-HT e/ou MR2S-NT, resfriam mais lentamente do que as placas de gesso disponíveis comercialmente. Uma situação similar é observada entre as placas de gesso acartonado disponíveis comercialmente e aquelas produzidas com o agente à prova de chamas (MKRS-HT e/ou MR2S- NT), de acordo com a presente invenção, mesmo com diferentes percentagens em peso do agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção.

[0237] A Figura 12 mostra, a título de exemplo, as respectivas curvas de aquecimento de dois painéis de teste medidos. Um painel de teste é uma placa de gesso acartonado disponível comercialmente (vide a curva com os símbolos quadrados) e o outro é um painel de teste produzido com os agentes à prova de chamas (MKRS-HT e/ou MR2S-NT), de acordo com a presente invenção (vide a curva com os símbolos triangulares), que formou microporos durante o ajuste. Para a investigação das características de isolamento térmico, dois painéis de teste foram travados em uma posição vertical e o ar quente foi soprado sobre as respectivas faces posteriores, por meio do uso de uma pistola de ar quente. Em seguida, em cada caso, a temperatura na face posterior foi de 95°C. A temperatura foi registrada e determinada com o auxílio de uma câmara de imagem térmica sobre a face frontal dos respectivos painéis. Neste caso, foi definido um intervalo de medição de cinco imagens por minuto. Por conseguinte, o eixo horizontal tem 151 pontos de medição M. É evidente que o painel de teste produzido com o agente à prova de chamas (MKRS-HT e/ou MR2S-NT), de acordo com a presente invenção, tem um isolamento térmico mais forte em comparação com a placa de gesso disponível comercialmente.

[0238] Devido à substância, de acordo com a presente invenção, pela primeira vez, a possibilidade técnica vantajosa é fornecida por meio do uso esta capacidade de armazenamento térmico em uma matriz polimérica, com uma garantia simultânea da propriedade de resistência a chamas livre de halogênio em todo o sistema. Isto oferece vantagens consideráveis, especialmente no campo da produção de compósitos.

[0239] Assim que este sistema é incorporado em uma matriz polimérica para o propósito de produção mais fácil, a fim de garantir a integridade de todo o compósito, a propriedade de resistência a chamas é necessária. Isto pode ser conseguido vantajosamente e de acordo com a presente invenção, por meio de um agente à prova de chamas da presente invenção (MKRS-HT e/ou MR2S-NT).

[0240] Neste caso, o uso de matrizes poliméricas permite, vantajosamente, uma produção do sistema compósito de armazenamento térmico, que é favorável em termos de energia, em particular, em processos contínuos de fabricação (por exemplo, no caso de extrusão com ou sem formação de espuma).

[0241] Além disso, a presente invenção também se refere ao uso do agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, para o isolamento térmico ou para a absorção de calor ou como um material de isolamento térmico ou de absorção de calor.

[0242] A condução térmica de uma substância é determinada pelo coeficiente de condutividade térmica X (W/mK). Este número indica a quantidade de calor, medida em W/m2, passa através de uma parede de 1 metro de espessura, com uma diferença de temperatura de 1 Kelvin (= 1°C).

[0243] A densidade aparente de um material da parede é geralmente incluída no coeficiente de condutividade térmica, na medida em que o coeficiente da condutividade térmica aumenta gradualmente com o aumento da densidade aparente (= material mais compacto). Por outro lado, isto significa que o material mais leve possível, de preferência, um sistema vedado a vácuo ou um material de espuma nanocelular, em cujos poros o comprimento de percurso livre do gás contido é mínimo, tem o mais baixo coeficiente de condutividade térmica e, portanto, o melhor desempenho de isolamento térmico.

[0244] No caso de materiais orgânicos para componentes estruturais, bem como de materiais naturais de construção, que podem absorver ou liberar umidade, o teor de umidade desempenha um papel na medida, pois na medida em que o teor de umidade aumenta no material de construção, o efeito de isolamento térmico diminui.

[0245] Além disso, a presente invenção também se refere ao uso do agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, para o isolamento acústico ou como um material à prova de som ou como um material de isolamento acústico.

[0246] A fim de reduzir e/ou prevenir o ruído transmitido pela estrutura, ou seja, a transmissão de som de um sistema da parte estrutural para outro, de certa forma, devem ser implementadas algumas disposições abrangentes de design. Tais disposições geralmente exigem a coordenação de todo o sistema. Uma disposição extremamente importante neste contexto é, por exemplo, o isolamento de ruído de passos. Isto é geralmente conseguido de forma construtiva, de modo que a transmissão das vibrações do ruído de passos provenientes do chão é reduzida à efetiva dissociação da estrutura da cobertura. Para esta finalidade, entre o piso e a cobertura, são dispostos materiais significativamente amortecedores, que têm um comportamento de alto amortecimento interno, como, por exemplo, cortiça, borracha, metal com borracha ou lã de rocha.

[0247] O isolamento acústico de sons aéreos geralmente pode ser obtido por meio de componentes ou sistemas com um peso específico elevado. Em algumas modalidades vantajosas da presente invenção, o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, pode estar presente no material de construção e/ou em materiais de construção de equipamentos.

[0248] Em outras modalidades vantajosas da presente invenção, o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, pode estar presente em uma matriz.

[0249] Em outras modalidades vantajosas, de acordo com a presente invenção, a matriz pode, especialmente, ser um material termoplástico ou uma matriz termorrígida, em particular, uma matriz polimérica.

[0250] Em modalidades vantajosas específicas, de acordo com a presente invenção, o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, pode estar presente em um compósito.

[0251] Em algumas modalidades vantajosas, de acordo com a presente invenção, o referido compósito pode conter uma matriz e, opcionalmente, substâncias e/ou aditivos auxiliares.

[0252] Em outras modalidades vantajosas, de acordo com a presente invenção, o referido compósito pode ser na forma de sólido e/ou de espuma. Em particular, o referido compósito pode ter um núcleo de espuma e/ou uma superfície fechada.

[0253] Em algumas modalidades vantajosas, de acordo com a presente invenção, o referido compósito pode, em particular, ter um peso específico de 15 a 800 kg/m3.

[0254] Em outras modalidades vantajosas da presente invenção, o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, pode estar presente na forma de uma espuma.

[0255] Em outras modalidades vantajosas, de acordo com a presente invenção, a espuma pode ter um material termoplástico e/ou reticulado modificado com um elastômero termoplástico (TPE).

[0256] Em particular, é interessante que o material contendo o composto, de acordo com a presente invenção, possa ser aquecido muito rapidamente e transmita a sua energia durante um período de tempo substancialmente mais longo. Além disso, é muito importante que o material, de acordo com a presente invenção, tenha uma estrutura porosa muito vantajosa, porque esta estrutura porosa é distribuída igualmente e de maneira uniforme. A causa disto é a elevada proporção do composto em nanoescala, de acordo com a presente invenção, o qual atua como um forte agente de nucleação. A estrutura porosa ainda pode ser melhorada consideravelmente por meio do gerenciamento apropriado do processo.

[0257] Em modalidades vantajosas específicas, de acordo com a presente invenção, a espuma pode conter, em especial, um material selecionado do grupo que consiste em polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno, em particular, por exemplo, espuma rígida de poliestireno extrudado (XPS), elastômero termoplástico (TPE) e/ou as misturas destes.

[0258] Em algumas modalidades vantajosas da presente invenção, o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, pode estar presente na forma de uma espuma contendo poliuretano ou ser constituído do mesmo.

[0259] Em outras modalidades vantajosas, de acordo com a presente invenção, a espuma pode ser de células fechadas e/ou de células abertas.

[0260] Em certas modalidades vantajosas, de acordo com a presente invenção, a espuma pode, em particular, ter um peso específico de 15 a 800 kg/m3.

[0261] As características retardantes de chamas ou resistentes a chamas dos agentes à prova de chamas acima discutidas, de acordo com a presente invenção, podem, vantajosamente, ser combinadas de uma maneira controlada e orientada, com as características de armazenamento térmico, absorção térmica, isolamento térmico e/ou isolamento acústico e/ou resistência a som dos agentes à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, a fim de alcançar vários efeitos positivos.

[0262] Atualmente, na maioria das vezes, existem materiais isolantes no mercado (para aplicação em construção, tanto em equipamentos internos, como também na construção externa), que, do ponto de vista técnico, são insuficientes ou até mesmo não são à prova de chamas, ou, se são resistente a chamas, são providos de agentes orgânicos halogenados à prova de chamas problemáticos e/ou trióxido de antimônio sinérgico, que também é registrado como tóxico, cancerígeno e/ou mutagênico, além de serem sujeitos a um monitoramento rigoroso por parte dos órgãos reguladores.

[0263] O fornecimento do agente ecológico à prova de chamas livre de halogênio, como, por exemplo, o hidróxido de magnésio, tem a desvantagem de um alto fator de carga, que é necessário para a obtenção da propriedade à prova de chamas substancial, por exemplo, de acordo com a norma DIN/ISO 4102-B (parte 1 ou 2). Além disso, o referido fornecimento é de alto custo.

[0264] Neste caso, a formulação do composto através da distribuição de tamanho de partícula do hidróxido de magnésio (MDH) implica em problemas: em espumas isolantes, o tamanho de poro ideal é tão pequeno quanto possível, para poder manter a mobilidade dos gases incluídos tão baixa quanto possível. O objetivo disto é maximizar o efeito de isolamento. A fim de obter os menores poros possíveis, um agente de nucleação é necessário, que ele mesmo é o mais fino possível, de preferência, em nanoescala.

[0265] O material, de acordo com a presente invenção tem uma muito alta proporção de partículas na região de 600 nm, com um segundo pico na curva de distribuição de tamanho de partícula na região de 1,2 micrômetros. No processo de formação da espuma com a propriedade de resistência a chamas, de acordo com a presente invenção, tem, vantajosamente, o efeito de que um número correspondente de poros é produzido em nanoescala.

[0266] O hidróxido de magnésio (MDH) em nanoescala está atualmente em fase de desenvolvimento e, correspondentemente, é mais caro do que o hidróxido de magnésio (MDH) convencional. Portanto, por causa do preço elevado, o seu uso em sistemas em massa não é atualmente vantajoso. Como resultado, devido ao seu processo de produção, o hidróxido de magnésio (MDH) em nanoescala tem uma densidade aparente muito baixa e uma energia de superfície muito elevada. Isto leva a problemas na composição ("umedecimento") e na formação, em particular, de partes estruturais.

[0267] Por outro lado, o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, MKRS-HT e/ou MR2S-NT, tem uma alta densidade aparente e uma energia superficial baixa. Portanto, vantajosamente, é possível evitar e/ou prevenir os problemas que ocorrem com hidróxido de magnésio (MDH) na composição e/ou na formação, em particular, por exemplo, na extrusão, em particular, de partes estruturais. Além disso, a energia de superfície do agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, pode, vantajosamente, ser ainda melhorada e/ou positivamente influenciada pela modificação de superfície descrita acima.

[0268] Em comparação com o hidróxido de magnésio (MDH) em nanoescala, o agente à prova de chamas MKRS-HT e/ou MR2S-NT, de acordo com a presente invenção, mesmo se não for modificado, pode, por exemplo, ser incorporado muito facilmente e com uma elevada capacidade de rendimento, ou seja, muito economicamente eficiente, em uma matriz polimérica.

[0269] Como resultado, em ligação com o preço favorável para o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, MKRS- HT e/ou MR2S-NT, não apenas as vantagens técnicas, mas como também os campos de aplicação, que favorecem o processamento, são revelados, no qual o preço dos agentes convencionais à prova de chamas livres de halogênio, como, por exemplo, o hidróxido de magnésio (MDH), em particular, o hidróxido de magnésio (MDH) em nanoescala, é proibitivo.

[0270] Apenas o agente à prova de chamas MKRS-HT e/ou MR2S-NT, de acordo com a presente invenção, permite que os compostos sejam produzidos, que são à prova de fogo e livres de halogênio e também tem um efeito de isolamento e/ou efeito de armazenamento térmico e/ou efeito de isolamento acústico e/ou efeito de blindagem para os campos eletromagnéticos. EXEMPLOS Produção de amostra de teste:

[0271] O processo básico definido abaixo para a produção do espécime de teste (preparação de granulado) é idêntico para as utilizações vantajosas do agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, para isolamento térmico, absorção de calor, absorção de som, isolamento acústico e/ou armazenamento térmico e/ou blindagem eletromagnética.

[0272] Por meio de uma máquina de composição (co- amassadeira BUSS MDK 46 -11 D/GS 46 com dois ELT (funis de entrada) e tripla desgaseificação, o agente à prova de chamas (MKRS-HT e/ou MR2S-NT), de acordo com a presente invenção, e um polímero (EVA; Escorene Ultra UL 00119 da ExxonMobil) são homogeneamente misturados e depois granulados a uma temperatura de 135°C. Os grânulos são testados quanto à homogeneidade e inclusões de ar.

[0273] Os grânulos são então submetidos à compressão em uma prensa de placa dupla aquecida e resfriada, em moldes polidos e espelhados, para a formação de painéis com as seguintes dimensões 200 x 200 x 3,2 x 200 e 200 x 1,6 mm, e estas placas de prensagem são resfriadas sob pressão no molde.

[0274] Os painéis resultantes foram equilibrados durante dois dias em clima padrão (23°C, 50% de umidade ambiente relativa) e depois foram testados.

[0275] O teste de inflamabilidade é realizado de acordo com os espécimes do teste de inflamabilidade vertical (UL-94) de 150 mm x 12,7 mm x espessura dos espécimes cortados dos painéis.

[0276] Os espécimes de teste que consistem em polímero e 55% em peso e 65% em peso de hidróxido de magnésio (Magnifin H 5, da Veitscher Magnesitwerke, Áustria) servem de comparação.

[0277] Os espécimes de teste de comparação e os objetos de teste com 55% em peso e 65% em peso dos agentes à prova de chamas (MKRS-HT e/ou MR2S-NT), de acordo com a presente invenção, resultam em 3,2 mm de espessura do objeto de teste, em uma classificação de acordo com o teste de inflamabilidade vertical (UL-94) de V-0.

[0278] Consequentemente, é demonstrada a resistência a chamas do composto produzido com o agente à prova de chamas (MKRS-HT e/ou MR2S-NT), de acordo com a presente invenção.

[0279] Além disso, a presente invenção também se refere ao uso do agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, para atenuação ou blindagem da radiação eletromagnética.

[0280] Sabe-se que a radiação é a livre propagação de energia no espaço. Neste caso, é feita uma distinção entre a radiação de partículas e a radiação eletromagnética. A radiação de partículas é constituída de partículas carregadas ou descarregadas, que têm uma massa e propagam mais lentamente do que a luz. A radiação eletromagnética, também conhecida como radiação de fótons, é constituída por um campo elétrico e magnético que muda periodicamente. Isto inclui, além da luz visível, os raios ultravioletas e a radiação térmica, além de raios-X, radiação cósmica e gama. A radiação eletromagnética é caracterizada pelo comprimento de onda, pela frequência e pela amplitude e sua velocidade de propagação, no vácuo, é aproximadamente a velocidade da luz.

[0281] Se a radiação de fótons incide sobre a matéria, ela é atenuada por absorção ou dispersão. A atenuação da radiação, de acordo com uma regularidade exponencial, facilita uma faixa teoricamente infinita de radiação. A extensão da atenuação é geralmente dependente da densidade do corpo, do número atômico dos átomos em questão e da espessura da camada do material penetrado.

[0282] A este respeito, foi estabelecido, de acordo com a presente invenção, que o agente à prova de chamas da presente invenção (MKRS-HT e/ou tipos MR2S-NT ou MS) apresenta um efeito atenuante e/ou um efeito de blindagem sobre a radiação eletromagnética, em particular, sobre a "poluição eletromagnética".

[0283] A expressão "poluição eletromagnética" é definida a seguir, inter alia, como sendo uma "concentração" excessiva de campos eletromagnéticos com efeitos que são possivelmente prejudiciais para a saúde de natureza viva, em particular, de humanos, animais, plantas, outras criaturas vivas e células individuais, como, por exemplo, radiação do telefone celular e/ou campos magnéticos de baixa frequência, como, por exemplo, das linhas de alta tensão, etc.

[0284] Em modalidades da presente invenção vantajosas específicas do uso de acordo com a presente invenção, a radiação eletromagnética, em particular, é de baixa frequência elétrica e/ou de campos magnéticos.

[0285] Em outras modalidades vantajosas específicas do uso da presente invenção, a radiação eletromagnética é, em particular, a radiação do telefone celular.

[0286] Em algumas modalidades vantajosas da presente invenção, o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, é utilizado para aplicações EMP (do Inglês: proteção eletromagnética).

[0287] Em outras modalidades vantajosas da presente invenção, o agente à prova de chamas (MKRS-HT e/ou MR2S-NT), de acordo com a presente invenção, é utilizado para atenuação ou blindagem de radiação eletromagnética, em uma faixa de frequência que varia entre 1 Hz e 10 GHz.

[0288] Em modalidades da presente invenção vantajosas específicas da presente invenção, o agente à prova de chamas (MKRS-HT e/ou MR2S-NT), de acordo com a presente invenção, é misturado com um ou mais polímeros. Como resultado, eles podem ser introduzidos em qualquer formato e/ou também podem ser química e/ou fisicamente espumados. Além disso, desta forma, é vantajosamente facilitada a produção de espaços blindados de qualquer formato ou também pacotes de equipamentos eletrônicos e/ou elétricos sensíveis.

[0289] Em outras modalidades vantajosas da presente invenção, um ou mais polímeros, os quais são misturados com pelo menos um dos agentes à prova de chamas, de acordo com a presente invenção (MKRS-HT e/ou MR2S-NT), em porcentagens variáveis, têm uma condutividade que facilita a condução de uma corrente elétrica, em particular, como em um condutor. Como resultado, por exemplo, uma gaiola de Faraday é formada.

[0290] Em outras modalidades da presente invenção, um ou mais polímeros, os quais são misturados com pelo menos um dos agentes à prova de chamas, de acordo com a presente invenção (MKRS-HT e/ou MR2S- NT), em porcentagens variáveis, são formadas como uma película. Como resultado, por exemplo, uma sala a ser blindada é forrada ou revestida e, portanto, uma gaiola de Faraday é formada. Esta gaiola de Faraday produzida de forma econômica e leve protege vantajosamente o interior da sala contra pulsos eletromagnéticos e, portanto, impede-os de serem acoplados no interior da sala e qualquer sistemas eletrônicos e/ou elétricos lá localizados. Portanto, as pessoas localizadas na sala também podem ser vantajosamente protegidas contra a chamada poluição eletromagnética. A gaiola de Faraday também pode ser vantajosamente instalada de forma invisível e "escondida", na forma da referida película.

[0291] Em outras modalidades vantajosas específicas da presente invenção, o fornecimento também pode ser feito por meio do uso, por exemplo, de um poliuretano modificado por elastômeros, como polímero, a fim de produzir um revestimento de piso condutor (em particular, industrial). Tal revestimento pode conduzir vantajosamente uma carga para longe do corpo humano e, consequentemente, tornar inofensivo aos componentes eletrônicos. Tal revestimento também pode ser utilizado vantajosamente em muitas áreas onde estão previstas bases condutoras, em especial, na indústria, de modo a evitar o perigo de explosões (inter alia, pó) provocadas por cargas estáticas.

[0292] Em outras modalidades vantajosas da presente invenção, o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, é utilizado em uma parte estrutural, em especial, em um circuito e/ou em uma parte estrutural elétrica e/ou eletrônica.

[0293] Em outras modalidades vantajosas da presente invenção, o agente à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, é utilizado para a produção de uma parte estrutural, em especial, uma parte estrutural que é apropriada e/ou incluída para a redução ou a blindagem da radiação eletromagnética.

[0294] Em outras modalidades vantajosas da presente invenção, o agente à prova de chamas (MKRS-HT e/ou MR2S-NT), de acordo com a presente invenção, é utilizado em conjunto com um material termoplástico, termorrígido e/ou elastomérico. Neste caso, pode vantajosamente considerar que a proporção do agente à prova de chamas é, em particular, de 50% a 98% em peso, com base na parte estrutural.

[0295] As características retardantes de chamas ou à prova de chamas dos agentes à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, acima discutidas podem, vantajosamente, ser combinadas de uma maneira controlada e orientada, com as características de armazenamento térmico, absorção de calor, isolamento térmico e/ou isolamento acústico e/ou à prova de som e/ou atenuação da radiação e/ou blindagem da radiação dos agentes à prova de chamas, de acordo com a presente invenção, no intuito de obter vários efeitos positivos.

Claims

1. AGENTE INORGÂNICO À PROVA DE CHAMAS, LIVRE DE HALOGÊNIO PRODUZIDO A PARTIR DA LAMA VERMELHA RECARBONIZADA MODIFICADA (MKRS-HT) com a seguinte composição mineral: - de 10% a 50% em peso de compostos de ferro; - de 12% a 35% em peso de compostos de alumínio; - de 5% a 17% em peso de compostos de silício; - de 2% a 10% em peso de dióxido de titânio; - de 0,5 a 6% em peso de compostos de cálcio, e; - impurezas inevitáveis, quando apropriado, caracterizado pelo fato de a proporção em peso de carbonato de Fe (II) para os óxidos de ferro ser de pelo menos 1.

2. AGENTE À PROVA DE CHAMAS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a proporção em peso da soma de hidróxido de ferro e óxido-hidróxido de ferro para os óxidos de ferro ser de pelo menos 1.

3. AGENTE À PROVA DE CHAMAS, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a proporção dos compostos de sódio solúveis em água, expressa em percentagem em peso de Na2O não ser superior a 0,03% em peso.

4. AGENTE À PROVA DE CHAMAS, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de o tamanho médio de partícula (d50) não ser superior a 50 μm, de preferência, de 0,5 a 10 μm ou de 100 a 900 μm ou de 200 a 750 μm.

5. AGENTE À PROVA DE CHAMAS, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de o teor de umidade residual não ser superior a 0,4% em peso.

6. AGENTE À PROVA DE CHAMAS, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de a superfície da lama vermelha modificada ser provida de pelo menos uma substância que melhora a compatibilidade das partículas da lama vermelha modificada com uma matriz polimérica.

7. AGENTE À PROVA DE CHAMAS, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a substância ser um agente modificador de superfície selecionado do grupo constituído por organossilanos, organotitanatos, aluminatos de organozircônio, derivados de ácidos carboxílicos, amaciantes, oligômeros e precursores poliméricos, ionômeros, ácido bórico e seus sais metálicos e derivados, estanatos de zinco, hidroxistanatos de zinco ou as combinações destes.

8. AGENTE À PROVA DE CHAMAS, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas estar presente em combinação com agentes sinérgicos, em particular, organoargilas (nanoargilas), compostos de estanho e boratos.

9. AGENTE À PROVA DE CHAMAS, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas também conter pelo menos outro aditivo retardante de chamas a uma proporção de até 70% em peso.

10. AGENTE À PROVA DE CHAMAS, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de pelo menos um dos outros aditivos retardantes de chama ser uma substância endotermicamente reagente, em especial, uma substância endotermicamente reagente selecionada do grupo que consiste em hidróxido de alumínio, boemita, gibsita, goetita, hidróxido de magnésio, huntita, brucita ou as misturas destes.

11. MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UM AGENTE INORGÂNICO À PROVA DE CHAMAS LIVRE DE HALOGÊNIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: a) fornecer a lama vermelha (RM); b) reduzir os compostos de ferro (III) contidos na lama vermelha em solução ácida em compostos de ferro (II); c) adicionar um composto de carbonato à solução contendo os compostos de ferro (II) obtidos na etapa b), sendo que é formado o carbonato de ferro (II) (siderita).

12. SISTEMA DE MATERIAIS À PROVA DE CHAMAS, caracterizado pelo fato de compreender um material combustível e um agente à prova de chamas, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.

13. SISTEMA DE MATERIAIS, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de o material combustível poder ser, principalmente, um material de construção, um produto de borracha, um material aglomerado, um revestimento de fachadas ou um produto de plástico, em particular, blindagem de cabos, compostos de isolamento de cabos ou compostos de enchimento de cabos.

14. SISTEMA DE MATERIAIS, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 ou 13, caracterizado pelo fato de o sistema de materiais conter o agente à prova de chamas a uma proporção de 3 a 95% em peso.

15. USO DO AGENTE À PROVA DE CHAMAS, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de o material ser utilizado como retardante de chamas para materiais combustíveis, em especial, materiais combustíveis de construção, borracha, material aglomerado, materiais plásticos, em particular, blindagem de cabos, compostos de isolamento de cabos ou compostos de enchimento de cabos.

16. MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UM SISTEMA DE MATERIAIS À PROVA DE CHAMAS, caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: a) fornecer um material combustível; b) revestir ou misturar o material combustível com o agente à prova de chamas, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, e, assim; c) obter o sistema de materiais à prova de chamas.

17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de, antes do revestimento ou da mistura na etapa b), o agente à prova de chamas ser tratado fisicamente, em particular, triturado ou desaglomerado, de preferência, em conjunto com agentes sinérgicos, em particular, organoargilas (nanoargilas), compostos de estanho e boratos e/ou pelo menos um aditivo retardante de chamas adicional.

18. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 ou 17, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas referido na etapa b) ser submetido a uma modificação de superfície.

19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de a modificação de a superfície do agente à prova de chamas compreender o fornecimento, à superfície do agente à prova de chamas, de um agente modificador de superfície selecionado do grupo constituído por organossilanos, organotitanatos, aluminatos de organozircônio, derivados de ácido carboxílico, amaciantes, precursores oligoméricos e poliméricos, ionômeros, ácido bórico e sais metálicos, bem como seus derivados, estanatos de zinco, hidroxiestanatos de zinco ou as combinações destes.

20. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de, quando utilizado com o agente à prova de chamas, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, em sistemas elastoméricos, termoendurecíveis e termoplásticos na forma dos chamados "masterbatches" (concentrados de substância ativa), os agentes sinérgicos serem adicionados na forma líquida, pastosa ou granulada, durante o processamento.

21. USO DO AGENTE À PROVA DE CHAMAS conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 ou 2 em combinação com agentes orgânicos à prova de chamas contendo halogênio, óxidos metálicos e/ou combinações dos mesmos, caracterizado pelo fato de ser utilizado para reduzir a porcentagem de sistemas retardantes de chamas contendo halogênio/ resistente a chamas contendo óxido metálico, necessários para um determinado teste de inflamabilidade, em particular: Br-FR + trióxido de antimônio, para reduzir a densidade dos gases de combustão específica em caso de incêndio e para melhorar as características mecânicas e elétricas do respectivo sistema de materiais à prova de chamas.

22. USO DO AGENTE À PROVA DE CHAMAS conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas ser utilizado, e em misturas em conjunto com a lama vermelha, como material de enchimento, em sistemas sintéticos em vez da barita (BaSO4).

23. USO DO AGENTE À PROVA DE CHAMAS conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas ser utilizado pelo menos como substituto parcial, em particular, como substituto total do trióxido de antimônio (Sb2O3) em composições contendo cloreto de polivinila (PVC) ou em compostos contendo cloreto de polivinila (PVC) e/ou em composições à prova de fogo contendo halogênio.

24. USO DO AGENTE À PROVA DE CHAMAS conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, como agente sinérgico em composições contendo cloreto de polivinila (PVC) ou compostos contendo cloreto de polivinila (PVC) e/ou composições à prova de fogo contendo halogênio, caracterizado pelo fato de o agente sinérgico, em particular, ser capaz de prender ou ligar os produtos intermediários contendo halogênio produzidos, em casos de incêndio.

25. USO DO AGENTE À PROVA DE CHAMAS conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas ser utilizado para aumentar a estabilidade térmica das composições contendo cloreto de polivinila (PVC) ou dos compostos contendo cloreto de polivinila (PVC) e/ou das composições à prova de chamas contendo halogênio.

26. USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 23 a 25, caracterizado pelo fato de, no caso, as composições contendo cloreto de polivinila (PVC) poderem ser cabos contendo cloreto de polivinila (PVC) ou compostos de cabo contendo cloreto de polivinila (PVC).

27. USO DO AGENTE À PROVA DE CHAMAS conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas ser utilizado para armazenamento térmico ou como um material de armazenamento térmico.

28. USO DO AGENTE À PROVA DE CHAMAS conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas ser utilizado para a absorção de calor ou como isolamento térmico ou material de isolamento térmico ou absorção de calor.

29. USO DO AGENTE À PROVA DE CHAMAS conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas ser utilizado para isolamento acústico ou como material isolante acústico ou à prova de som.

30. USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 29, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas estar presente em um material de construção e/ou materiais de construção de equipamentos.

31. USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 30, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas estar presente em uma matriz, em particular, em uma matriz termoplástica ou termorrígida, em particular, em uma matriz polimérica.

32. USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 31, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas estar presente em um compósito que contém uma matriz e, opcionalmente, substâncias auxiliares e aditivos, sendo que o referido compósito tem a forma de sólido e/ou espuma, e, em particular, tem um núcleo de espuma e uma superfície fechada, e sendo que o referido compósito tem, em particular, um peso específico de 15 a 800 kg/m3.

33. USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 32, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas estar presente em uma espuma que tem um material termoplástico ou um material reticulado modificado com um elastômero termoplástico (TPE), em particular, um material selecionado do grupo que consiste em polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno, em particular, por exemplo, espuma rígida de poliestireno extrudado (XPS), elastômero termoplástico (TPE) e/ou as misturas destes.

34. USO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 33, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas estar presente em uma espuma que contém poliuretano ou é composta do mesmo, que é de células fechadas e, em particular, tem um peso específico de 15 a 800 kg/m3.

35. USO DO AGENTE À PROVA DE CHAMAS, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas ser utilizado para a atenuação ou blindagem da radiação eletromagnética.

36. USO, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas ser utilizado em uma parte estrutural, em especial, em uma parte estrutural elétrica e/ou eletrônica, ou em um circuito.

37. USO DO AGENTE À PROVA DE CHAMAS conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas ser utilizado para a produção de uma parte estrutural, que é apropriada para a redução ou blindagem da radiação eletromagnética.

38. USO, de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de o agente à prova de chamas ser utilizado em conjunto com um material termoplástico, termorrígido e/ou elastomérico, sendo que a proporção do agente à prova de chamas é, em particular, de 50 a 98% em peso, com base na parte estrutural.