ES2240081T3 - Revestimiento protector contra los incendios. - Google Patents

Revestimiento protector contra los incendios.

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ES2240081T3 ES00916834T ES00916834T ES2240081T3 ES 2240081 T3 ES2240081 T3 ES 2240081T3 ES 00916834 T ES00916834 T ES 00916834T ES 00916834 T ES00916834 T ES 00916834T ES 2240081 T3 ES2240081 T3 ES 2240081T3
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Abstract

Revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes, a base de sustancias que en el caso de un incendio forman capas de espuma y forman carbono, agentes aglutinantes que forman películas, agentes de expansión y materiales auxiliares y aditivos usuales, caracterizado porque como agente de expansión contiene un polifosfato de melamina y como agentes aglutinantes que forman películas homopolímeros a base de acetato de vinilo, copolímeros a base de acetato de vinilo, etileno y cloruro de vinilo, copolímeros a base de acetato de vinilo y el éster vinílico de un ácido carboxílico ramificado de cadena larga, copolímeros a base de acetato de vinilo y el éster di-n- butílico de ácido maleico, copolímeros a base de acetato de vinilo y ésteres de ácido acrílico, copolímeros a base de estireno y ésteres de ácido acrílico y/o copolímeros a base de ésteres de ácido acrílico, un copolímero de vinil-tolueno y un acrilato, polímeros de estireno y un acrilato, copolímeros de vinilo y un acrilato, dispersiones autorreticulables de poliuretanos.

Description

Revestimiento protector contra los incendios.
El invento se refiere a un revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes, a base de sustancias que en el caso de un incendio forman capas de espuma y que forman carbono, agentes aglutinantes que forman películas, agentes de expansión y usuales materiales auxiliares y aditivos.
Los revestimientos protectores contra los incendios, que forman capas aislantes, también denominados revestimientos intumescentes, se distinguen por el hecho de que en el caso de un incendio se espuman mediando una correspondiente acción térmica, y mediante esta espumación del revestimiento protector contra los incendios, que se ha mencionado antes, se impide, o por lo menos se obstaculiza, el paso de calor a través de estructuras de acero, cubiertas, techos, paredes, cables, tubos y similares.
El documento de patente de los Estados Unidos de América US 4.965.296 A1 describe un material inhibidor de las llamas (ignifugante), que se compone de un material de revestimiento inhibidor de las llamas y de un material conductor de la electricidad. El material de revestimiento inhibidor de las llamas consta en tal caso de sustancias que forman espuma y carbono, de un compuesto generador de gases, de un agente aglutinante que forma películas y de correspondientes disolventes. Facultativamente, pueden estar presentes otros materiales constituyentes
usuales.
En el documento US 4.879.320 se describe una similar composición inhibidora de las llamas, a la que sin embargo se le añade un material fibroso cerámico en vez de un material conductor.
El documento US 5.225.464 describe una formulación intumescente acuosa a base de un producto de reacción de ácido fosfórico, melamina y fosfato monoamónico, que junto con pentaeritritol, hidrocarburos clorados y otros compuestos, especialmente un poli(acetato de vinilo), debe de proporcionar un material de revestimiento intumescente mejorado.
Numerosas formulaciones intumescentes son conocidas por la obra "Fire Retardants Formulations Handbook" [Manual de formulaciones retardadoras del fuego] (autor: Vijay Mohan Bhatnagar, 1972).
El documento de solicitud de patente alemana DE 42.18.184 A1 describe una mezcla acuosa de agentes aglutinantes, que consta de una solución y/o dispersión acuosa de una combinación a base de a) por lo menos un prepolímero de NCO con grupos de isocianatos bloqueados, que tiene grupos de uretanos, soluble y/o dispersable en agua en presencia del componente b), y b) un componente poliamínico, que consta de por lo menos una poliamina (ciclo)alifática con por lo menos dos grupos amino primarios y/o secundarios.
El documento DE 43.43.668 describe finalmente masas de revestimiento hinchables, inhibidoras de las llamas, que constan por lo menos
de 4 a 25% en peso de un agente aglutinante que forma películas,
de 10 a 4% en peso de un polifosfato de amonio,
de 8 a 40% en peso de por lo menos una sustancia que se carboniza al actuar calor sobre ella,
de 6 a 25% en peso de un agente aglutinante
de 0 a 5% en peso de un agente dispersante,
de 0 a 25% en peso de materiales de carga.
En conjunto, es desventajoso, en el caso de los revestimientos protectores contra los incendios antes mencionados, el hecho de que éstos tienen un cierto contenido de halógenos y/o no presentan, después de haberlos secado, ninguna suficiente resistencia al agua.
En particular, hay que valorar como desventajosa la utilización de melamina como agente de expansión, puesto que ésta reacciona de modo alcalino en suspensiones acuosas. Por consiguiente, para cada uno de los componentes, que reaccionan de modo ácido en una solución acuosa, de un revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes aquélla está a disposición como partícipe en la reacción. Tal como es sabido, la melamina y un polifosfato de amonio reaccionan en solución acuosa mediando liberación de amoníaco (NH_{3}). Esta reacción puede tener lugar también en un revestimiento protector contra los incendios, que forma capas aislantes, y secado, en presencia de una temperatura elevada y de una humedad elevada del aire, y por consiguiente puede reducir las propiedades técnicas protectoras contra los incendios que posee el revestimiento.
Por lo tanto, es misión del presente invento poner a disposición revestimientos protectores contra los incendios que forman capas aislantes, los cuales, sin utilización de melamina, han de ser resistentes al agua después de haber sido secados, e incluso con una humedad elevada del aire y una temperatura elevada han de poner en libertad cantidades sólo extremadamente pequeñas de NH_{3}.
El problema planteado por esta misión se resuelve mediante un revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes del tipo descrito al comienzo, cuyas particularidades caracterizantes se describen en la reivindicación 1 de esta patente.
De modo preferido, el polifosfato de melamina corresponde a la fórmula (HMPO_{3})_{n}, en la que M representa melamina y n es \geq2, especialmente de 2 a 10.000.
En el caso del polifosfato de melamina se trata de un polímero a base de unidades de melamina y de unidades de fosfato, que están unidas para formar cadenas más cortas y más largas. La distribución de las unidades de melamina y de fosfato puede ser regular o irregular, y éstas pueden eventualmente estar polimerizadas también consigo mismas. Pueden estar contenidos también derivados de la melamina, tales como melemo, melamo y otros.
Correspondientemente a su diversa longitud de cadena y a la distribución o bien acumulación de las unidades de melamina y de fosfato, el polifosfato de melamina puede variar dentro de ciertos límites en cuanto a sus propiedades.
El polifosfato de melamina ha sido descrito con mayor detalle por ejemplo en el documento de patente PCT/WO 98/45364, allí se le designa también como sal de melamina del ácido polifosforoso, constando la cadena polimérica de unidades de (HMPO_{3}) [M representa melamina] y siendo n \geq 2, especialmente de 5 a 10.000.
El polifosfato de melamina se obtiene usualmente por calentamiento de pirofosfato de melamina bajo una atmósfera de nitrógeno a unas temperaturas de 290ºC y mayores hasta obtener la constancia de peso (documento de patente PCT/WO 98/08898).
Preferiblemente, el revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes, contiene
de 5 a 30 partes en peso de un agente aglutinante que forma películas,
de 10 a 50 partes en peso de una sustancia que forma capas de espuma,
de 5 a 25 partes en peso de una sustancia que forma carbono,
de 5 a 50 partes en peso de un polifosfato de melamina,
de 10 a 50 partes en peso de usuales materiales auxiliares y aditivos.
De modo especialmente preferido, el revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes, contiene
de10 a 20 partes en peso de un agente aglutinante que forma películas,
de 15 a 40 partes en peso de una sustancia que forma capas de espuma,
de 7 a 15 partes en peso de una sustancia que forma carbono,
de 7 a 40 partes en peso de un polifosfato de melamina,
de 20 a 40 partes en peso de usuales materiales auxiliares y aditivos.
Conforme al invento, el revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes, contiene como agentes aglutinantes que forman películas:
homopolímeros a base de acetato de vinilo,
copolímeros a base de acetato de vinilo, etileno y cloruro de vinilo,
copolímeros a base de acetato de vinilo y el éster vinílico de un ácido carboxílico ramificado de cadena larga,
copolímeros a base de acetato de vinilo y el éster di-n-butílico de ácido maleico,
copolímeros a base de acetato de vinilo y ésteres de ácido acrílico,
copolímeros a base de estireno y ésteres de ácido acrílico y/o
copolímeros a base de ésteres de ácido acrílico,
un copolímero de vinil-tolueno y un acrilato,
un copolímero de estireno y un acrilato,
un copolímero de vinilo y un acrilato,
dispersiones autorreticulables de poliuretanos.
Preferiblemente, el revestimiento protector contra los incendios, que forma capas aislantes, contiene, como sustancias que forman espuma, sales amónicas de ácidos fosfóricos y/o ácidos polifosfóricos.
Preferiblemente, el revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes, contiene, como sustancias formadoras de carbono, hidratos de carbono.
Preferiblemente, como hidratos de carbono se emplean pentaeritrita, di-pentaeritrita, tri-pentaeritrita y/o policondensados de la pentaeritrita.
Preferiblemente, el revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes, contiene, como materiales auxiliares y aditivos, fibras de vidrio, fibras minerales, caolín, talco, óxido de aluminio, hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio, ácidos silícicos de precipitación, silicatos y/o celulosas pulverizadas.
Preferiblemente, el revestimiento protector contra los incendios, que forma capas aislantes, está, conforme al invento, exento de halógenos.
El revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes, conforme al invento, pone en libertad menos de 200 ppm de NH_{3} al almacenarse bajo una elevada humedad (del aire) (con una humedad relativa hasta de 100%) y una elevada temperatura (aproximadamente 75ºC).
El revestimiento protector contra los incendios (revestimiento intumescente) conforme al invento, pasa a emplearse en forma de una pintura apta para extenderse con brocha, por proyección o con rodillos, para la protección de los más diversos substratos, preferiblemente de acero, madera, cables eléctricos y tubos.
En los siguientes Ejemplos se produjeron revestimientos intumescentes, éstos se aplicaron sobre planchas de acero normalizadas y se determinó su actividad. La prueba de la capacidad aislante se efectuó conforme a la norma DIN 4102, parte 8 (1986). Se comprobó la resistencia al agua, almacenando durante 4 semanas las planchas de acero normalizadas revestidas, antes de la prueba de la capacidad aislante, dentro de un armario acondicionado térmicamente a 40ºC y una humedad relativa del aire de 95%.
Con el fin de comprobar la liberación de NH_{3}, las planchas de muestras secadas se introdujeron en un sistema cerrado de vidrio. Éste consta de una botella de vidrio de 500 ml de capacidad y de una tapa de vidrio con 2 grifos. Para la simulación de la humedad del aire (una humedad relativa de aproximadamente 100%) se encuentra dentro del sistema de vidrio una cubeta de vidrio con 10 ml de agua corriente. El sistema de vidrio se coloca con un grifo cerrado a 75ºC en un armario de desecación con aire circulante. El segundo grifo se cierra también después de 10 minutos dentro del armario de desecación. La duración de permanencia de la botella dentro del armario de desecación es, a partir de ese momento, de 120 minutos. Después de ello, la botella se saca del armario de desecación y un grifo se provee de un tubito de Dräger mediante una pieza intermedia. Al segundo grifo se le aplica nitrógeno con una velocidad de 5 l por hora. La botella se purga por soplado durante 30 minutos y las cantidades liberadas de amoníaco se leen directamente en el tubito de Dräger.
En los Ejemplos se emplearon los siguientes productos:
®Pliolite (Solid) (Goodyear/Francia)
Se trata de una resina termoplástica newtoniana a base de copolímeros de vinil-tolueno y un acrilato.
®Exolit AP 462 (Clariant GmbH, Frankfurt am Main)
Se trata de un polifosfato de amonio microencapsulado a base de ®Exolit AP 422, que se había preparado según el procedimiento del documento de patente europea EP-B-0.180.795 y que contiene aproximadamente 10% en masa de un material para encapsular, que consta de una resina endurecida de melamina y formaldehído.
En el caso del ®Exolit AP 422 (Clariant GmbH, Frankfurt am Main) se trata de un polifosfato de amonio difícilmente soluble en agua, en forma de polvo, libremente fluyente, de la fórmula (NH_{4}PO_{3})_{n} con n = de 20 a 1.000, especialmente de 500 a 1.000. La proporción de las partículas con un tamaño de partículas menor que 45 \mum asciende a más de 99%.
\newpage
Ejemplo 1
(De comparación)
Se mezclaron consecutivamente las siguientes sustancias y a continuación se aplicaron correspondientemente sobre la plancha que se había de probar:
38
partes en peso de ®Exolit AP 462
10
partes en peso de ®Pliolite (Solid)
8
partes en peso de melamina
8
partes en peso de di-pentaeritrita
8
partes en peso de dióxido de titanio,
hasta 100 partes en peso de espesantes, plastificantes y disolventes.
La prueba de incendio de la plancha revestida según la norma DIN 4102 arrojó la clase de incendio F 30.
Después del almacenamiento en un armario acondicionado térmicamente la clase de incendio arrojó también el valor F 30.
La medición de la liberación de NH_{3} arrojó 4.625 ppm de NH_{3}.
Ejemplo 2
(Del invento)
Se mezclaron consecutivamente las siguientes sustancias y a continuación se aplicaron correspondientemente sobre la plancha que se había de probar:
32
partes en peso de ®Exolit AP 462
10
partes en peso de ®Pliolite (Solid)
13
partes en peso de un polifosfato de melamina
8
partes en peso de di-pentaeritrita
8
partes en peso de dióxido de titanio
hasta 100 partes en peso de espesantes, plastificantes y disolventes.
La prueba de incendio de la plancha revestida según la norma DIN 4102 arrojó la clase de incendio F 60.
Después del almacenamiento en el armario acondicionado térmicamente, la clase de incendio arrojó también el valor F 60.
La medición de la liberación de NH_{3} arrojó 80 ppm de NH_{3}.
Ejemplo 3
(De comparación)
Se mezclaron consecutivamente las siguientes sustancias y a continuación se aplicaron correspondientemente sobre la plancha que se había de probar:
30
partes en peso de ®Exolit AP 422
22
partes en peso de un copolímero de poli(acetato de vinilo) (al 50%)
19
partes en peso de melamina
13
partes en peso de pentaeritrita
5
partes en peso de dióxido de titanio
hasta 100 partes en peso de espesantes, materiales de carga, agua, agentes dispersantes y agentes conservantes.
La prueba de incendio de la plancha revestida según la norma DIN 4102 arrojó la clase de incendio F 30.
Después del almacenamiento en el armario acondicionado térmicamente ya no se alcanzó la clase de incendio F 30.
La medición de la liberación de NH_{3} arrojó 5.200 ppm de NH_{3}.
Ejemplo 4
(Del invento)
Se mezclaron consecutivamente las siguientes sustancias y a continuación se aplicaron correspondientemente sobre la plancha que se había de probar:
18
partes en peso de ®Exolit AP 422
22
partes en peso de un copolímero de poli(acetato de vinilo (al 50%)
30
partes en peso de un polifosfato de melamina
13
partes en peso de pentaeritrita
5
partes en peso de dióxido de titanio
hasta 100 partes en peso de espesantes, materiales de carga, agua, agentes dispersantes y agentes conservantes.
La prueba de incendio de la plancha revestida según la norma DIN 4102 arrojó la clase de incendio F 30.
Después del almacenamiento en el armario acondicionado térmicamente la clase de incendio arrojó el valor F 30.
La medición de la liberación de NH_{3} arrojó 180 ppm de NH_{3}.
Ejemplo 5
(De comparación)
Se mezclaron consecutivamente las siguientes sustancias y a continuación se aplicaron correspondientemente sobre la plancha que se había de probar:
30
partes en peso de ®Exolit AP 422
22
partes en peso de una dispersión de un híbrido de uretano y un compuesto acrílico alifático (al 30%)
17
partes en peso de melamina
12
partes en peso de di-pentaeritrita
5
partes en peso de dióxido de titanio
hasta 100 partes en peso de espesantes, materiales de carga, agua, agentes dispersantes y agentes conservantes.
La prueba de incendio de la plancha revestida según la norma DIN 4102 arrojó la clase de incendio F 60.
Después del almacenamiento en el armario acondicionado térmicamente la clase de incendio era todavía F 30.
La medición de la liberación de NH_{3} arrojó 4.850 ppm de NH_{3}.
Ejemplo 6
(Del invento)
Se mezclaron consecutivamente las siguientes sustancias y a continuación se aplicaron correspondientemente sobre la plancha que se había de probar:
19
partes en peso de ®Exolit AP 422
22
partes en peso de una dispersión de un híbrido de uretano y compuesto acrílico alifático (al 30%)
27
partes en peso de un polifosfato de melamina
12
partes en peso de di-pentaeritrita
5
partes en peso de dióxido de titanio
hasta 100 partes en peso de espesantes, materiales de carga, agua, agentes dispersantes y agentes conservantes.
La prueba de incendio de la plancha revestida según la norma DIN 4102 arrojó la clase de incendio F 60.
Después del almacenamiento en el armario acondicionado térmicamente, la clase de incendio arrojó el valor F 60.
La medición de la liberación de NH_{3} arrojó 130 ppm de NH_{3}.
Tal como se desprende de los Ejemplos, mediante el empleo de un polifosfato de melamina se puede disminuir la liberación de NH_{3} por un factor de por lo menos 25 con respecto a la de la melamina.

Claims (10)

1. Revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes, a base de sustancias que en el caso de un incendio forman capas de espuma y forman carbono, agentes aglutinantes que forman películas, agentes de expansión y materiales auxiliares y aditivos usuales, caracterizado porque como agente de expansión contiene un polifosfato de melamina y como agentes aglutinantes que forman películas
homopolímeros a base de acetato de vinilo,
copolímeros a base de acetato de vinilo, etileno y cloruro de vinilo,
copolímeros a base de acetato de vinilo y el éster vinílico de un ácido carboxílico ramificado de cadena larga,
copolímeros a base de acetato de vinilo y el éster di-n-butílico de ácido maleico,
copolímeros a base de acetato de vinilo y ésteres de ácido acrílico,
copolímeros a base de estireno y ésteres de ácido acrílico y/o
copolímeros a base de ésteres de ácido acrílico,
un copolímero de vinil-tolueno y un acrilato,
polímeros de estireno y un acrilato,
copolímeros de vinilo y un acrilato,
dispersiones autorreticulables de poliuretanos.
2. Revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el polifosfato de melamina corresponde a la fórmula (HMPO_{3})_{n}, en la que M representa melamina y n es \geq2, especialmente de 2 a 10.000.
3. Revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque contiene
de 5 a 30 partes en peso de un agente aglutinante que forma películas,
de 10 a 50 partes en peso de una sustancia que forma capas de espuma,
de 5 a 25 partes en peso de una sustancia que forma carbono,
de 5 a 50 partes en peso de un polifosfato de melamina,
de 10 a 50 partes en peso de materiales auxiliares y aditivos usuales.
4. Revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque contiene
de 10 a 20 partes en peso de un agente aglutinante que forma películas,
de 15 a 40 partes en peso de una sustancia que forma capas de espuma,
de 7 a 15 partes en peso de una sustancia que forma carbono,
de 7 a 40 partes en peso de un polifosfato de melamina,
de 20 a 40 partes en peso de materiales auxiliares y aditivos usuales.
5. Revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes de acuerdo con una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como sustancias formadoras de espuma están contenidas sales amónicas de ácidos fosfóricos y/o ácidos polifosfóricos.
6. Revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque como sustancias formadoras de carbono están contenidos hidratos de carbono.
7. Revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque como hidratos de carbono se emplean pentaeritrita, di-pentaeritrita, tri-pentaeritrita y/o policondensados de la pentaeritrita.
8. Revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque como materiales auxiliares y aditivos están contenidos fibras de vidrio, fibras minerales, caolín, talco, óxido de aluminio, hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio, ácidos silícicos de precipitación, silicatos y/o celulosas pulverulentas.
9. Revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque está exento de halógenos.
10. Revestimiento protector contra los incendios que forma capas aislantes de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque al almacenarse bajo humedad elevada, con una humedad relativa hasta de 100%, y bajo una temperatura elevada (aproximadamente 75ºC) pone en libertad menos de 200 ppm de NH_{3}.
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