BR112016021098B1 - Composição com densidade de volume de 0,8 g/cm3 ou menos, composição de revestimento, substrato revestido, e método de proteção de substrato contra incêndio - Google Patents

Abstract

composição com densidade de volume de 0,8 g/cm 3 ou menos, composição de revestimento, substrato revest ido, e método de proteção de substrato contra incêndio. a presente invenção fornece composição com densidade de volume de 0,8 g/cm3 ou menos, que compreende: a) 25-65% em peso de um ligante inorgânico que compreende: i) 83 a 100% em peso de cimento de aluminato de cálcio; ii) 0 a 14% em peso de sulfato de cálcio; iii) 0 a 9% em peso de cimento portland; em que o percentual em peso de (i), (ii) e (iii) é baseado na soma de (i)+(ii)+(iii); b) 0,5-15% em peso de um ou mais polímeros orgânicos; e c) 30-75% em peso de uma ou mais cargas inorgânicas, em que a densidade de volume das cargas é de menos de 0,5 g/cm3; em que o percentual em peso é calculado sobre o peso total de todos os componentes não voláteis na composição.

Description

[001] A presente invenção refere-se a uma composição cimentícia inovadora. A composição, quando misturada com água, forma uma composição de revestimento que pode ser utilizada para revestir substratos para fornecer proteção contra fogo, particularmente proteção passiva contra fogo. A presente invenção também se refere a substratos revestidos com a presente composição de revestimento e a métodos de proteção de substratos contra fogo por meio de revestimento do substrato com a composição de revestimento.

[002] A composição de acordo com a presente invenção compreende uma combinação de um tipo específico de cimento, cargas inorgânicas leves com densidade de volume de menos de 0,5 g/cm3 e polímeros orgânicos. A composição possui baixa densidade de volume de 0,8 g/cm3 ou menos. Sabe-se, de forma geral, que reduzir a densidade de volume de uma composição de revestimento resultará em redução da resistência e estabilidade química do revestimento. Revestimentos com baixa resistência são propensos a rachaduras, fragmentação e delaminação, especialmente em incêndios. Revestimentos fracos são convencionalmente reforçados utilizando uma malha de suporte, normalmente metal que é fisicamente fixado aos substratos com pinos (normalmente pinos de metal soldados). O uso de malhas com pinos, entretanto, requer recursos e tempo e aumenta significativamente o custo desses sistemas. Além disso, o uso de pinos e malhas fornece via direta à água para o substrato, o que aumenta a probabilidade de degradação e/ou corrosão do substrato. A presente invenção fornece, surpreendentemente, uma composição de revestimento que fornece revestimento com resistência suficiente a ponto de ser capaz de aderir-se ao substrato a ser protegido, como metal ou um metal revestido, sem o uso de pinos, e também fornece excelente proteção contra incêndio.

[003] Proteção contra fogo significa a operação do revestimento como isolante ao substrato revestido, o que aumenta o tempo que o substrato revestido leva para falhar devido ao calor do fogo. Muitos materiais, como aço, perdem rapidamente sua resistência e falham em um incêndio. O colapso estrutural de blocos de escritório em “arranha-céu”, instalações de petróleo e gás ou outras infraestruturas como resultado de um incêndio pode ser catastrófico em termos de escalada do incidente, dano às propriedades e até perda de vida. Um revestimento com boa proteção contra incêndio aumenta o tempo decorrido para que a estrutura revestida falhe devido ao calor do incêndio.

[004] São conhecidos materiais cimentícios que compreendem polímeros orgânicos ou materiais de carga.

[005] DE 10 2004 060 748 refere-se a uma mistura de argamassa que compreende um cimento à prova de fogo, argila refratária e pós de dispersão de polímeros orgânicos. A mistura de argamassa não compreende cargas leves e não possui densidade de volume de 0,8 g/cm3 ou menos, conforme exigido pela presente invenção. A mistura de argamassa é utilizada para aderir tijolos de uma fornalha. A mistura de argamassa, todavia, não é adequada para fornecer proteção passiva contra incêndios.

[006] DE 10 2008 014 526 refere-se a um sistema de resina de reação de dois componentes que compreende, entre outras coisas, um cimento, um poliorganossiloxano, um componente com funcionalidade epóxi e material de carga, como areia. Ela se refere ao fornecimento de materiais com maior resistência para influências químicas e de clima que possuem tendência reduzida a ficarem sujos, são fáceis de limpar e têm estabilidade de cor visivelmente mais alta. Ela não se refere ao fornecimento de composições para proteção passiva contra incêndios. Explica-se que, se uma composição possuir estrutura porosa aberta, impurezas podem penetrar na superfície, o que causa prejuízo estético e higiênico. Por outro lado, as composições de acordo com a presente invenção compreendem cargas inorgânicas leves e possuem densidade de volume de 0,8 g/cm3 ou menos.

[007] WO 93/10054, como as invenções anteriores, não se refere a composições de fornecimento de proteção passiva contra incêndio. Em vez disso, ela se refere a um produto de gesso para uso como produto de fornecimento e/ou acabamento de cor sobre uma fachada que possui risco reduzido de precipitação de cal desagradável. O produto de gesso compreende cimento aluminoso, carga e vários aditivos, incluindo metil celulose. Essa invenção não fornece indicação de composições de revestimento no fornecimento de proteção passiva contra incêndio. Também não há nenhuma descrição de composição de revestimento que compreende cargas inorgânicas leves, com densidade de volume de 0,8 g/cm3 ou menos, que seja capaz de aplicação direta ao substrato (metal ou metal revestido) sem pinos e/ou malha.

[008] FR 2.900.653 descreve um material que compreende cimento de alumínio e cálcio, dois tipos de carga inorgânica (microesferas de cerâmica e perlita) e fibra(s) inorgânica(s) específica(s) (wollastonita, fibras de quartzo, fibras de basalto e fibras de sílica pura). Todo o Exemplo de FR 2.900.653 possui densidade de volume de mais de 0,8 g/cm3. Notadamente, as composições de FR 2.900.653 contêm apenas material inorgânico. Os materiais de FR 2.900.653 são curados em moldes para formar painéis. Relata-se que os painéis possuem boa flexibilidade ou elasticidade, o que permite sua dobra e instalação sobre paredes curvas, boa resistência ao desgaste e dureza. Esse relatório descritivo, todavia, não se refere a composições de revestimento que fornecem proteção contra incêndio que são capazes de aderir-se diretamente a um substrato sem o uso de pinos. Na verdade, os inventores de acordo com a presente invenção descobriram que os materiais de FR 2.900.653 eram inadequados para uso como composição de revestimento para fornecer proteção contra incêndios. A razão para isso é que, mediante aplicação na forma de composição de revestimento, ela não consegue aderir-se ao substrato subjacente (vide o exemplo comparativo do presente).

[009] CN102476939 descreve composições que compreendem cimento de aluminato e materiais de carga inorgânica para fornecer proteção contra fogo. Segundo esse documento, os revestimentos de CN102476939 possuem boa coesão, resistência à água e flexibilidade. As composições de CN102476939 são completamente inorgânicas e não compreendem material polimérico orgânico.

[0010] Conforme mencionado anteriormente, é surpreendente que, apesar da baixa densidade de volume da composição de acordo com a presente invenção, um revestimento formado a partir da composição de acordo com a presente invenção possui combinação de excelente proteção contra incêndio, resistência e adesão. A resistência e a adesão de um revestimento de acordo com a presente invenção são tão boas que a composição de revestimento pode ser até aplicada, por exemplo, a metal/metal revestido (revestida, por exemplo, com primer de epóxi), sem malha e/ou pinos. Além disso, também se sabe, de forma geral, que materiais orgânicos, como polímeros orgânicos, degradam-se quando submetidos ao fogo e calor intenso e, portanto, suas propriedades quando expostos ao calor intenso ou fogo são limitadas. Não se poderia esperar, portanto, que a composição de acordo com a presente invenção que compreende polímero orgânico forneceria revestimento com uma combinação de excelente proteção contra incêndio, resistência e adesão.

[0011] Materiais à prova de incêndio que são à base de cimento disponíveis comercialmente para uso exterior são normalmente com base em cimento Portland. Para uso interno, eles são geralmente baseados em gesso. Exemplos de produtos à prova de incêndio com base em cimento Portland para uso externo são Monokote® (Grace Construction Products), Fendolite® (Promat International) e Pyrocrete® (Carboline). A composição de revestimento de acordo com a presente invenção surpreendentemente possui melhor adesão e resistência que revestimentos com base em cimento Portland conhecidos atualmente.

[0012] O desempenho em incêndio (às vezes denominado “proteção contra incêndio”) pode ser testado por meio de exposição a uma curva tempo-temperatura de acordo com o método padrão UL 1709 - curva de incêndio de hidrocarboneto. O tempo que o substrato revestido leva para aquecer-se até 538 °C é considerado como o tempo para a falha daquele revestimento. Revestimentos que são considerados com boa proteção contra fogo possuem tempo para a falha de duas horas ou mais quando determinados por meio de exposição a uma curva tempo-temperatura de acordo com o método padrão UL 1709.

[0013] As propriedades superiores da composição de acordo com a presente invenção foram alcançadas pela combinação inventiva dos componentes estabelecidos no presente.

[0014] Um primeiro aspecto da presente invenção é uma composição com densidade de volume de 0,8 g/cm3 ou menos, que compreende: a. 25-65% em peso de um ligante inorgânico que compreende: i. 83-100% em peso de cimento de aluminato de cálcio; ii. 0-14% em peso de sulfato de cálcio; e iii. 0-9% em peso de cimento Portland; em que 0,5-15% em peso de um ou mais polímeros orgânicos; e b. 0,5-15% em peso de um ou mais polímeros orgânicos; e c. 30-75% em peso de uma ou mais cargas inorgânicas, em que a densidade de volume das cargas é de menos de 0,5 g/cm3.

[0015] A menos que determinado em contrário no presente, o percentual em peso é baseado no peso total de todos os componentes não voláteis na composição.

[0016] Um componente volátil é um componente que possui ponto de ebulição inicial menor ou igual a 250 °C medido sob pressão atmosférica padrão de 101,3 kPa. Um componente não volátil é, portanto, um componente que possui ponto de ebulição inicial de mais de 250 °C medido sob pressão atmosférica padrão de 101,3 kPa. Um componente não volátil é, portanto, um componente que possui ponto de ebulição inicial de mais de 250 °C medido sob pressão atmosférica padrão de 101,3 kPa.

[0017] Outro aspecto da presente invenção é uma composição de revestimento que compreende a composição descrita no presente e água.

[0018] Outro aspecto da presente invenção é um substrato revestido que é revestido com a composição de revestimento, preferencialmente em que o substrato é metal, preferencialmente aço.

[0019] Outro aspecto da presente invenção é um método de proteção de substrato contra fogo por meio de revestimento do substrato com a composição de revestimento para formar um revestimento protetor sobre o substrato, preferencialmente sem o uso de malha e/ou pinos.

[0020] Ligante inorgânico:

[0021] A composição de acordo com a presente invenção compreende 25-65% em peso de um ligante inorgânico. Preferencialmente, a composição compreende 40-60% em peso de um ligante inorgânico.

[0022] O ligante inorgânico compreende: i. 83-100% em peso de cimento de aluminato de cálcio; ii. 0-14% em peso de sulfato de cálcio; iii. 0-9% em peso de cimento Portland; em que o percentual em peso de (i), (ii) e (iii) é baseado na soma de (i)+(ii)+(iii).

[0023] Preferencialmente, o percentual em peso (% em peso) de (i) no ligante inorgânico varia de 90 a 100% em peso, o percentual em peso de (ii) no ligante inorgânico varia de 0 a 9% em peso e o percentual em peso de (iii) no ligante inorgânico varia de 0 a 4% em peso. O percentual em peso de (i):(ii):(iii) é baseado na soma de (i):(ii):(iii).

[0024] Em um exemplo, o ligante inorgânico pode compreender 100% em peso de cimento de aluminato de cálcio. Em outro exemplo, o ligante inorgânico pode compreender 90-100% em peso de cimento de aluminato de cálcio, 0 a 9% em peso de sulfato de cálcio e substancialmente nenhum (por exemplo, 0%) cimento Portland.

[0025] A composição do cimento de aluminato de cálcio é de acordo com DIN EN 14647. Cimento de aluminato de cálcio é conhecido por não ser um composto químico uniforme e específico, mas sim um cimento com teor variável de Al2O2 (por exemplo, de 40-80% em peso) e CaO (por exemplo, de 20-60% em peso). Um exemplo de cimento de aluminato de cálcio disponível comercialmente é cimento fondu, fornecido pela Kerneos.

[0026] A composição de cimento Portland é de acordo com DIN EN 197-1 (CMB I a CEM V). Um exemplo de cimento Portland disponível comercialmente é mastercreto original (CEMII/A-LL 32.5R) fornecido pela Blue Circle.

[0027] Um exemplo de sulfato de cálcio (CaS) disponível comercialmente é Prestia 2500 fornecido pela L’afarge.

[0028] O ligante inorgânico pode também compreender outros ingredientes, tais como escória de forno alto. Geralmente, escória de forno alto contém 30 a 45% em peso de CaO, 30 a 45% em peso de SiO2, 5 a 15% em peso de Al2O3, 4 a 17% em peso de MgO, 0,5 a 1% em peso de S e traços de outros elementos. Escória de forno alto disponível comercialmente é Slag-Star® da Baumit ou Merit 5000 da SSAB Merox.

[0029] Um ou mais polímeros orgânicos:

[0030] A composição compreende 0,5-15,0% em peso de um ou mais polímeros orgânicos.

[0031] Para evitar dúvidas, polímeros orgânicos referem-se a polímeros que compreendem átomos de carbono.

[0032] Um ou mais polímeros orgânicos podem ser polímeros preparados a partir de monômeros etilenicamente insaturados e/ou siloxanos.

[0033] Se um ou mais polímeros orgânicos forem preparados a partir de monômeros etilenicamente insaturados, os polímeros orgânicos estão preferencialmente presentes na composição de 2,0 a 13,0% em peso, de maior preferência 2,0-11,0% em peso e, de preferência ainda maior, 2,0-9,0% em peso.

[0034] Adequadamente, o peso molecular médio em massa do polímero orgânico preparado a partir de monômeros etilenicamente insaturados é de 104-108.

[0035] Os polímeros orgânicos podem ser fornecidos na forma de pó dispersível em água (“pó de polímero redispersível em água”) ou na forma de uma dispersão de polímero. No caso de dispersões de polímero, a quantidade em percentual em peso designa o teor de sólidos das dispersões de polímero.

[0036] Exemplos de monômeros etilenicamente insaturados que podem ser utilizados para preparar o polímero orgânico isoladamente ou em combinação são: (meta)acrilatos, acetato de vinila, aromáticos de vinila (por exemplo, estireno), haletos de vinila (por exemplo, cloreto de vinila), álcoois vinílicos, ésteres de vinila (como propionato de vinila, laurato de vinila e ácidos versáticos, como VeoVa9, VeoVa10 e VeoVa11), acrilonitrila, alquenos simples com uma ligação de alqueno (por exemplo, eteno e propeno) e polienos com duas ou mais ligações de alqueno (por exemplo, dienos como 1,3-butadieno). Monômeros adequados compreendem tipicamente de 1 a 15 átomos de carbono.

[0037] Exemplos de homopolímeros e copolímeros adequados são homopolímeros de acetato de vinila, copolímeros de acetato de vinila com etileno, copolímeros de acetato de vinila com etileno e com um ou mais outros ésteres de vinila, copolímeros de acetato de vinila com etileno e éster (meta)acrílico, copolímeros de acetato de vinila com (meta)acrilatos e outros ésteres de vinila, copolímeros de acetato de vinila com etileno e cloreto de vinila, copolímeros de acetato de vinila com acrilatos, copolímeros de estireno-éster acrílico, copolímeros de estireno- 1,3-butadieno, copolímeros de cloreto de vinila-etileno.

[0038] Dá-se preferência a: homopolímeros de acetato de vinila; copolímeros de acetato de vinila com etileno, copolímeros de acetato de vinila, etileno e estireno; copolímeros de acetato de vinila, etileno e com um ou mais outros comonômeros do grupo de ésteres de vinila com 1 a 15 átomos de carbono no radical de ácido carboxílico, tais como propionato de vinila, laurato de vinila, vinil ésteres de ácidos carboxílicos com ramificação alfa com 9 a 13 átomos de carbono (ácidos versáticos), como VeoVa9, VeoVa10 e VeoVa11; copolímeros de acetato de vinila, etileno e éster (meta)acrílico de álcoois ramificados ou não ramificados com 1 a 15 átomos de carbono, particularmente acrilato de N-butila ou acrilato de 2-etil-hexila; e copolímeros de acetato de vinila, laurato de vinila ou vinil ésteres de ácidos carboxílicos com ramificação alfa com 9 a 13 átomos de carbono e ésteres (meta)acrílicos de álcoois ramificados ou não ramificados com 1 a 15 átomos de carbono, particularmente acrilato de n-butila ou hexilacrilato de 2-etila e etileno; copolímeros de acetato de vinila, etileno e cloreto de vinila.

[0039] Também são preferidos copolímeros de (meta)acrilato, por exemplo, copolímeros de acrilato de n-butila ou acrilato de 2-etil-hexila, ou copolímeros de metacrilato de metila com acrilato de n-butila e/ou acrilato de 2-etil-hexila; copolímeros de estireno-éster acrílico utilizando um ou mais monômeros do grupo de acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de propila, acrilato de n-butila, acrilato de 2-etil- hexila; copolímeros de acetato de vinila-éster acrílico utilizando um ou mais monômeros do grupo de acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de propila, acrilato de n-butila, acrilato de 2- etil-hexila e, quando apropriado, etileno, copolímeros de estireno-1,3-butadieno; e copolímeros de cloreto de vinila- etileno.

[0040] Dispersões de polímero aquosas e os pós redispersíveis em água dos polímeros mencionados acima que podem ser obtidos a partir deles por meio de secagem são conhecidos e disponíveis comercialmente. Os polímeros são preparados de forma convencional, preferencialmente por meio do processo de polimerização por emulsão. Processos de preparação de dispersões de polímero aquosas e pós de polímero redispersíveis são descritos em WO 2004/092094.

[0041] Exemplos de pós de polímero redispersíveis em água são, por exemplo, FX7000® (Elotex), que é um copolímero de acrilato de estireno, HD 1500® (Elotex), que é um copolímero de acetato de vinila e versatato de vinila e FX2322® (Elotex), que é um copolímero de acetato de vinila e etileno.

[0042] Dispersões de polímero são normalmente estabilizadas com um coloide protetor. Coloides protetores adequados são álcoois polivinílicos parcialmente hidrolisados ou completamente hidrolisados, polivinilpirrolidonas; polivinilacetais; polissacarídeos em forma solúvel em água, como amidos (amilose e amilopectina), celuloses e seus derivados de carboximetila, metila, hidroxietila e hidroxipropila, proteínas como caseína ou caseinato, proteína de soja e gelatina; sulfonatos de lignina, polímeros sintéticos como ácido póli(meta)acrílico, copolímeros de (meta)acrilatos com unidades comonoméricas com funcionalidade carbóxi, póli(meta)acrilamida, ácidos polivinilssulfônicos e seus copolímeros solúveis em água; sulfonatos de melamina-formaldeído, sulfonatos de naftalina- formaldeído e copolímeros de estireno-ácido raaleico e vinil éter- ácido maleico de vinila. São preferidos álcoois polivinílicos parcialmente hidrolisados ou completamente hidrolisados. São de maior preferência composições de polímero sem emulsificante.

[0043] Um poliorganossiloxano é definido como polímero ou um oligômero que contém uma cadeia principal -Si-O- com uma estrutura linear, ramificada, cíclica, em escada e/ou em gaiola e pelo menos um grupo orgânico secundário. Pelo menos parte dos átomos de silício é fixada a um, dois ou três átomos de oxigênio. É possível que parte, mas não todo, dos átomos de silício seja ligada a quatro átomos de oxigênio. Um poligorganossiloxano compreende, portanto, átomos de silício, carbono e oxigênio.

[0044] Exemplos de grupos que podem estar presentes no poliorganossiloxano são grupos alquila, arila, hidroxila, alcóxi, acetóxi, enóxi, oxima e amina.

[0045] Se um ou mais polímeros forem poliorganossiloxanos, eles estão preferencialmente presentes na composição de 0,5 a 10,0% em peso, de maior preferência 0,5-8,0% em peso e, de preferência ainda maior, 0,5 a 4,0% em peso.

[0046] Uma ou mais cargas inorgânicas:

[0047] A(s) carga(s) inorgânica(s) é(são) adicionada(s) à composição por duas razões: (i) para reduzir a densidade do revestimento preparado a partir da composição e também (ii) para aprimorar o desempenho de proteção contra incêndio do revestimento. As cargas são misturadas na composição de revestimento em quantidade que resulta na composição de revestimento com densidade de 0,8 g/cm3 ou menos.

[0048] Para alcançar a densidade desejada do revestimento, a composição normalmente compreende 30-75% em peso de uma ou mais cargas inorgânicas. Normalmente, a composição compreende 45-60% em peso de uma ou mais cargas inorgânicas.

[0049] A densidade de volume das cargas inorgânicas é de menos de 500 g/l. A densidade de volume pode ser determinada de acordo com DIN/ISO 697. Essas cargas são às vezes denominadas “cargas leves”.

[0050] Exemplos de cargas inorgânicas incluem areia de quartzo, farinha de quartzo, dolomita, silicatos de alumínio, sílica pirogênica, talco, mica, fibras, pedra-pomes, vidro de espuma, concreto celular, perlitas ou vermiculitas. São empregadas misturas adequadas de cargas. Cargas preferidas para uso na presente invenção são mica e/ou vermiculita. De maior preferência, a composição compreende mica e vermiculita com densidade de volume de menos de 500 g/l.

[0051] Surpreendentemente, apesar da alta quantidade de carga(s) na composição, um revestimento preparado a partir dela, quando aplicado a um substrato, possui adesão e resistência à compressão adequadas, de forma que malhas de suporte e/ou pinos não são necessários.

[0052] Outros componentes opcionais:

[0053] As composições podem conter outros ingredientes comuns utilizados em produtos cimentícios, tais como compostos pozolânicos (pozolanas), espessantes e retardadores.

[0054] Pozolanas são materiais naturais ou sintéticos que contêm sílica ou sílica e alumina que não são capazes de agir isoladamente como ligantes, mas, em conjunto com água e cal, formam compostos com propriedades similares a cimento. Pozolanas naturais incluem cinzas ricas em vidro e rochas de origem vulcânica, tais como pedra-pomes, tufo (tufo moído finamente), terra de santorin, diatomita, corceanas (rochas de sílica), terra chert e diatomácea. Pozolanas sintéticas incluem argila cozida e moída (tijolo moído), cinzas volantes como cinza de uma usina de energia a carvão, poeira de sílica, cinza de xisto betuminoso (xisto betuminoso = xisto betuminoso contendo cal) e caulim calcinado (metacaulim). Exemplos de pozolanas sintéticas são tijolo moído, cinza volante, poeira de sílica, cinza de xisto betuminoso e metacaulim.

[0055] Exemplos de espessantes são polissacarídeos como éteres de celulose e éteres de celulose modificados, éteres de amido, goma guar ou goma xantana, filossilicatos (por exemplo, bentonita, que é um filossilicato de alumínio), ácidos policarboxílicos, como ácido poliacrílico e seus ésteres parciais, álcoois polivinílicos, que foram opcionalmente acetalizados e/ou hidrofobicamente modificados, caseína e espessantes associados. Pode-se utilizar um espessante ou uma mistura de espessantes. Espessantes particularmente adequados são éteres de celulose, éteres de celulose modificados, opcionalmente acetalizados e/ou hidrofobicamente modificados, álcoois polivinílicos e suas misturas.

[0056] Exemplos de retardadores são ácidos hidroxicarboxílicos, ácidos dicarboxílicos ou seus sais, bem como sacarídeos, por exemplo, ácido oxálico, ácido succínico, ácido tartárico, ácido glucônico, ácido cítrico, sacarose, glicose, frutose, sorbitol e pentaeritritol. Outros exemplos de retardadores são polifosfatos, ácido metafosfórico e bórax. Um retardador particularmente adequado é ácido cítrico.

[0057] A composição não requer xonotlita. Adequadamente, a composição (não curada) compreende menos de dez partes em peso de xonotlita.

[0058] A composição preferencialmente não compreende cargas inorgânicas com densidade de volume de mais de 0,5 g/cm3.

[0059] Preferencialmente, portanto, a composição não compreende cargas como wollastonita e/ou areia de argila refratária - já que estes possuem densidade de volume de mais de 0,5 g/cm3.

[0060] Se a composição contiver outros compostos, como cargas inorgânicas com mais de 0,5 g/cm3, eles precisam ser adicionados em uma quantidade para que a densidade de volume da composição (total) seja de 0,8 g/cm3 ou menor.

[0061] Composição de revestimento:

[0062] Para preparar uma composição de revestimento, a composição descrita neste documento é misturada com água (e, opcionalmente, um ou mais solventes diferentes).

[0063] A quantidade de água (e outro(s) solvente(s)) necessária para preparar a composição de revestimento é a quantidade suficiente para que a composição possua viscosidade similar a pasta capaz de aplicação a um substrato por meio de técnicas padrão, como pulverização ou por meio de espátula. Normalmente, a razão em peso entre água (solvente) e composição é 30-60:70-40, por exemplo, 45-55:55-45 (água:composição).

[0064] Para preparar cimento pronto para aplicação a um substrato, os componentes da composição (por exemplo, (a), (b) e (c) e outros componentes opcionais) são misturados primeiramente em conjunto e misturados em seguida com água (e opcionalmente outros solventes) para fazer uma argamassa similar a pasta.

[0065] A composição antes da mistura com água (e solvente opcional) está preferencialmente seca à temperatura ambiente (25 °C) . Se todos os componentes da composição estiverem secos, a mistura inicial pode ser realizada em um misturador de pó seco convencional. Uma vantagem do uso de uma composição seca é a facilidade de transporte e a fabricação diretamente no local em que deve ocorrer a aplicação da composição de revestimento.

[0066] Quando houver sido preparada a composição cimentícia de revestimento, ela pode ser aplicada por meio de técnicas convencionais, como pulverização ou com espátula.

[0067] A composição de revestimento de acordo com a presente invenção é particularmente adequada para fornecer proteção passiva contra incêndio a substratos como metal e concreto, preferencialmente aço.

[0068] Convenientemente, as composições de revestimento de acordo com a presente invenção podem curar a temperaturas ambientes e até temperaturas abaixo de ambiente, por exemplo, de -10 °C a 30 °C (umidade relativa de 50%). Composições de revestimento com base em cimento Portland conhecidas, por outro lado, não serão curadas abaixo de 10 °C.

Exemplos

[0069] A presente invenção será elucidada com referência aos exemplos a seguir. Estes são destinados a ilustrar a presente invenção, mas não devem ser interpretados como limitadores do seu escopo de forma alguma.

[0070] Preparação de composições de cimento - Exemplos 1-9:

[0071] Para preparar as composições 1-9, os componentes relacionados na Tabela 1 foram misturados entre si em baixa velocidade com um misturador de lâmina plana por cinco minutos para produzir misturas secas homogêneas. As misturas secas foram misturadas gradualmente em água em seguida, a uma razão em peso de 95 g (água): 100 g (mistura seca) para produzir composições de revestimento de argamassa similares a pasta. Imediatamente após a preparação das composições de revestimento, os revestimentos foram aplicados a painéis de aço ou em moldes conforme descrito nos testes abaixo. Tabela 1

[0072] O percentual em peso é baseado no peso total de todos os componentes não voláteis na composição.

[0073] 1 Cimento Fondue, da Kerneos.

[0074] 2 Prestia 2500, da L’afarge.

[0075] 3 Mastercrete original (CEMII/A-LL 32,5R), da Blue Circle.

[0076] Os Exemplos 1-4 estão dentro do escopo da presente invenção. Os Exemplos 5-9 não se encontram dentro do escopo da presente invenção e são fornecidos apenas como informações comparativas.

[0077] Teste de adesão: um teste de adesão acelerada:

[0078] As composições de revestimento dos Exemplos 1 a 9 e três composições de revestimento com base em cimento Portland comerciais foram aplicadas com espátula em painéis de aço jateado. Não foram utilizadas malhas nem pinos para suportar os revestimentos. Os revestimentos foram mantidos em cura por 28 dias a 25 °C. Os revestimentos apresentaram espessura de película seca de 25 mm. Os painéis de aço revestidos foram então imersos em água a 25 °C e verificados visualmente em adesão ao substrato após uma semana, duas semanas, três semanas, quatro semanas, cinco semanas e seis semanas.

[0079] Após uma série de semanas, descobriram-se os revestimentos completamente descascados dos painéis de aço. O tempo decorrido para o revestimento descascar-se completamente do painel de aço está registrado na Tabela 2.Tabela 2

[0080] * Exemplos comparativos

[0081] Como se pode observar na Tabela 2, as composições 1-4 de acordo com a presente invenção apresentaram melhor adesão ao painel de aço em comparação com os exemplos comparativos 5-9 e substancialmente melhor adesão em comparação com os produtos com base em cimento Portland disponíveis comercialmente.

[0082] Teste de fornalha: curva de incêndio de hidrocarboneto:

[0083] As composições de revestimento 1, 2, 7, 8 e um produto com base em cimento Portland comercial foram aplicadas com espátula a painéis de aço jateado escovado com primer de epóxi amina e mantidas em cura por 28 dias. Os revestimentos apresentaram espessura de película seca de 35 mm. O desempenho em incêndio dos revestimentos foi testado por meio de exposição a uma curva tempo-temperatura de acordo com o método padrão UL 1709 - curva de incêndio de hidrocarboneto. O tempo que o substrato revestido levou para aquecer-se até 538 °C foi considerado o tempo até a falha daquele revestimento.

[0084] Os resultados do teste do tempo até a falha são fornecidos na Tabela 3.Tabela 3

[0085] * Exemplos comparativos.

[0086] A Tabela 3 demonstra que os revestimentos 1 e 2 tiveram melhor desempenho em incêndio em comparação com os exemplos comparativos 7 e 8 e o produto com base em cimento Portland comercial.

[0087] Teste de resistência à compressão após 28 dias de pulverização por proesão:

[0088] Cada uma das composições de revestimento 1 a 9 foi despejada em “moldes de prisma triplos” de 160x40x40 mm (disponíveis por meio da Impact Test Equipment Ltd.), a fim de preparar cada composição de revestimento, em que os três prismas possuem as dimensões de 40 mm x 40 mm x 160 mm para teste. Os prismas foram mantidos em cura durante a noite a 25 °C/50% de umidade relativa e removidos dos moldes na manhã seguinte. Os prismas foram mantidos para cura completa por 28 dias a 25 °C/50% de umidade relativa.

[0089] Os prismas foram submetidos em seguida a testes de pulverização de sal por proesão durante 28 dias de acordo com ASTM G85, em que os prismas, durante o período de 28 dias, foram submetidos a ciclos de pulverização de sal por uma hora e ciclos de secagem de uma hora que se repetiam. No “ciclo seco”, os prismas foram secos a 35 °C. No “ciclo de pulverização de sal”, os prismas foram pulverizados com 0,35% de sulfato de amônio e 0,05% de solução de cloreto de sódio a 23 °C.

[0090] Após a pulverização de sal por proesão de 28 dias, os prismas foram testados para determinar a resistência à compressão e, por este motivo, cada bloco foi colocado entre duas placas e submetido a uma força aplicada até a fratura. A força na qual os blocos se fraturaram descreve a resistência do bloco à compressão. Para cada composição de revestimento, houve três prismas que foram testados para gerar três valores de resistência à compressão para cada composição de revestimento. A média dos valores de resistência à compressão para cada composição de revestimento é fornecida na Tabela 4 abaixo.Tabela 4

[0091] * Exemplos comparativos.

[0092] A Tabela 4 mostra que as composições de revestimento 1-4 de acordo com a presente invenção possuem resistência à compressão superior em comparação com os exemplos comparativos 5-9.

Exemplo Comparativo Exemplo A de FR 2.900.653

[0093] A formulação do Exemplo A de FR 2.900.653 foi preparada misturando-se 46,00% de cimento de aluminato de cálcio, 25,60% de wollastonita, 17,60% de microesferas de cerâmica e 10,8% de perlita por dispersor de alta velocidade. Adicionou-se água (cerca de 50-60% do peso do pó) a esta formulação até que a mistura tivesse a espessura necessária para a aplicação. O material foi fundido sobre painéis de aço de 150*300*5 mm com espessura de película seca de 25 mm que já havia sido pré-revestida com primer de epóxi amina. Permitiu-se a cura do material à temperatura ambiente (cerca de 20 °C) . Uma armação foi utilizada para manter o material no lugar até secar. Após 24 horas, observou-se que o cimento havia se descascado completamente do substrato. Devido ao descascamento do material curado do substrato, não foi possível realizar teste de incêndio, teste de resistência à compressão, nem teste de adesão.

Claims (15)

1. COMPOSIÇÃO COM DENSIDADE DE VOLUME DE 0,8 G/CM3 OU MENOS, caracterizada por compreender: a) 40-65% em peso de ligante inorgânico que compreende: i) 83 a 100% em peso de cimento de aluminato de cálcio; ii) 0 a 14% em peso de sulfato de cálcio; iii) 0 a 9% em peso de cimento Portland; em que o percentual em peso de (i), (ii) e (iii) é baseado na soma de (i)+(ii)+(iii); b) 0,5-15% em peso de um ou mais polímeros orgânicos; e c) 30-75% em peso de uma ou mais cargas inorgânicas, em que a densidade de volume das cargas é de menos de 0,5 g/cm3; em que o percentual em peso é calculado sobre o peso total de todos os componentes, exceto os voláteis, na composição.

2. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por um ou mais polímeros orgânicos serem polímeros preparados a partir de monômeros etilenicamente insaturados e/ou poliorganossiloxanos.

3. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por um ou mais polímeros orgânicos serem polímeros preparados a partir de monômeros etilenicamente insaturados selecionados a partir de um ou mais dos seguintes: monômero(s) de (meta)acrilato, monômero(s) de acetato de vinila, monômero(s) aromático(s) de vinila, monômero(s) de haleto de vinila, monômero(s) de álcool vinílico, monômero(s) de vinil éster, monômero(s) de acrilonitrila, monômero(s) de alqueno que contém(êm) uma ligação de alqueno e monômero(s) de polieno que contém(êm) duas ou mais ligações de alqueno.

4. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por compreender 2 a 13% em peso de um ou mais polímeros preparados a partir de monômeros etilenicamente insaturados de um ou mais polímeros.

5. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada por um ou mais polímeros serem um ou mais poliorganossiloxanos, em que a composição compreende de 0,5 a 10% em peso de um ou mais poliorganossiloxanos.

6. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelas cargas inorgânicas serem selecionadas a partir de mica, pedra-pomes, vidro de espuma, concreto celular, perlitas ou vermiculitas.

7. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por compreender de 30 a 50% em peso de uma ou mais cargas inorgânicas.

8. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo percentual em peso (% em peso) de cimento de aluminato de cálcio no ligante inorgânico variar de 90 a 100% em peso, o percentual em peso de sulfato de cálcio no ligante inorgânico varia de 0 a 9% em peso e o percentual em peso de cimento Portland no ligante inorgânico varia de 0 a 4% em peso.

9. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, caracterizada por compreender a composição, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.

10. SUBSTRATO REVESTIDO, caracterizado por ser revestido com a composição de revestimento, conforme definida na reivindicação 9.

11. SUBSTRATO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo substrato ser metal.

12. SUBSTRATO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo substrato ser aço.

13. SUBSTRATO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pela ausência de uma malha de suporte e/ou pinos.

14. MÉTODO DE PROTEÇÃO DE SUBSTRATO CONTRA INCÊNDIO, caracterizado por ser por meio de revestimento do substrato com a composição de revestimento, conforme definida na reivindicação 9, e manutenção da composição de revestimento para formar um revestimento.

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pela ausência da utilização de uma malha de suporte e/ou pinos.