ES2286148T3 - Composciones ignifugas espesadas con biopolimero. - Google Patents
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Abstract
Composición ignífuga que comprende: por lo menos un ignífugo compuesto por lo menos por un polifosfato amónico y por lo menos un biopolímero con un diámetro de partícula medio de peso inferior a aproximadamente 100 micras.
Description
Composiciones ignífugas espesadas con
biopolímero.
Se reivindica prioridad en las disposiciones de
35 U.S.C. \NAK119(e) para la solicitud provisional US
número de serie 60/253.387, presentada el 28 de noviembre de 2000,
que está incorporada por la presente como referencia en su
totalidad.
No aplicable.
La presente invención se refiere a composiciones
ignífugas con biopolímero espesado. Más específicamente, la
invención se refiere a concentrados de polifosfato amónico y a otras
soluciones que contienen por lo menos un biopolímero destinado a
mejorar las ventajas reológicas.
Es habitual la aplicación aérea de composiciones
ignífugas espesadas para combatir la propagación de fuegos en
tierras silvestres. La composición de los concentrados ignífugos
diseñados para encauzar y controlar fuegos en tierras silvestres
son generalmente de dos tipos, los que cuando se mezclan o diluyen
con agua hasta la concentración de utilización final, producen una
disolución espesada de goma, y los que no contienen un espesante de
goma y, por consiguiente, producen disoluciones acuosas que no están
reológicamente modificadas. Estas disoluciones ignífugas acuosas
presentas características inferiores de goteo. Las anteriores pueden
suministrarse en forma de polvos secos, en forma de suspensiones, o
lechadas, que se denominan generalmente fluidos. Los concentrados
que producen disoluciones acuosas cuando se diluyen con agua pueden
contener también componentes en suspensión, pero generalmente se
denominan concentrados líquidos. Se prefieren por algunos los
concentrados ignífugos que se suministran en forma de fluidos o
líquidos porque pueden diluirse sencilla y fácilmente hasta la
concentración de utilización final con poco equipo de mezclado y de
mano de obra.
Los líquidos con polifosfato amónico se han
utilizado como ignífugos aplicados desde el aire. Estos líquidos
presentan determinadas ventajas en comparación con otras
composiciones ignífugas ya que pueden transportarse y almacenarse
antes de su utilización en forma líquida en lugar de mezclarse a
partir de los ingredientes secos. Sin embargo, los ignífugos
líquidos concentrados y las disoluciones preparados a partir de
éstos son sumamente corrosivos para el aluminio y el latón y
moderadamente corrosivos para otros materiales de construcción
utilizados en la manipulación, almacenamiento y equipos de
aplicación. Tal como se utiliza en la presente memoria, todos los
metales incluyen sus aleaciones. Por consiguiente, el aluminio
incluye aluminio 2024T3, 6061 y 7074, el acero incluye el acero
1010 y 4130 y el latón incluye el latón amarillo y el naval. Dado
que los ignífugos en tierras silvestres son transportados con más
frecuencia por el fuego y se aplican desde el aire, es imperativo
el minimizar los daños por corrosión a los materiales de
construcción de los aviones de alas fijas y helicópteros.
Por consiguiente, el Department of Agriculture
("USDA") Forest Service de los Estados Unidos ha establecido,
en la "Specification 5100-304b (enero de 2000)
Superseding Specification 5100-00304a (febrero de
1986)", titulada "Specification for Long-Term
Retardant, Windland Fire, Aircraft or Ground Application" (en
adelante, "Forest Service Specifications"), incorporada por la
presente como referencia en su totalidad, las velocidades de
corrosión máximas permisibles para el aluminio 2024T3, el acero
4130, el latón amarillo y el magnesio
Az-31-B. Por ejemplo, la
corrosividad de los ignífugos forestales, en el concentrado, para
aluminio, acero, latón amarillo y magnesio no deben superar 5,0
milipulgadas ("milésimas de pulgada") al año (mpa) determinadas
por el ensayo de "Corrosión uniforme" publicado en el apartado
4.3.5.1 de las USDA, Forest Service Specifications mencionadas
anteriormente. Las Forest Service Specifications identifican la
cantidad máxima aceptable de corrosión cuando tanto el concentrado
ignífugo como sus soluciones diluidas se exponen a cada metal
indicado anteriormente a temperaturas comprendidas entre 70º
Fahrenheit ("F") y 120ºF en configuraciones tanto total como
parcialmente sumergidas. La corrosividad máxima permisible de las
disoluciones diluidas del ignífugo aplicado desde el aire para el
aluminio es 2,0 mpa y la corrosividad máxima para el latón y el
acero es de 5,0 mpa cuando se sumerge parcialmente y de 2,0 cuando
se ensaya en condiciones parcialmente sumergidas. En las
configuraciones parcialmente sumergidas, la mitad de la probeta
está dentro de la solución y la mitad está expuesta a los vapores
en el espacio aéreo por encima de la solución. En el producto se
aplica desde helicópteros equipados con depósitos fijos, la
corrosividad de los ignífugos para el magnesio no debe exceder de
5,0 mpa.
En un esfuerzo para encauzar los problemas de
corrosividad hallados por la utilización de polifosfatos amónicos
de calidad fertilizante, se incorporó ferrocianuro sódico a las
composiciones corrosivas. Se ha demostrado que el ferrocianuro
sódico es un inhibidor de corrosión eficaz en las composiciones
ignífugas que contienen soluciones fertilizantes de polifosfato
amónico. Sin embargo, aunque el ferrocianuro sódico es eficaz como
inhibidor de corrosión varios inconvenientes de su utilización hacen
inaceptable su incorporación en las composiciones ignífugas en los
fuegos en tierras silvestres. Específicamente, en el mejor de los
casos, la seguridad ambiental y toxicológica de los
ferro(i)cianuros es cuestionable. Cuando está expuesto
a condiciones ácidas y/o radiaciones ultravioleta de los rayos
solares naturales, el radical ferro(i)cianuro se
degrada fácilmente liberando hierro libre y cianuro y/o cianuro de
hidrógeno, que son tóxicos para el hombre, los animales y la vida
acuática. Además, el hierro libre que emana ya sea de la
descomposición de una parte del radical
ferro(i)cianuro, o es introducido de otros
componentes o impurezas en la composición, reaccionará
posteriormente con el ferro(i)cianuro restante no
descompuesto para formar ferricianuro ("azul de Turnbull") o
ferrocianuro ("azul de Prusia"), que emite una coloración azul
oscura persistente, tiñendo todo lo que se pone en contacto. En
consecuencia, no pueden utilizarse ferricianuro ni ferricianuro en
los ignífugos que estén expuestos a decolorarse y volverse
invisibles con el transcurso del tiempo, por ejemplo, en
composiciones ignífugas fugaces.
La magnitud de las preocupaciones anteriores
aumenta ya que los ignífugos para tierras silvestres se aplican
generalmente desde el aire de manera no totalmente controlada.
Debido a la presencia de variables tales como la cubierta vegetal,
humo o el tiro del viento que impacta con la trayectoria de la
solución de caída libre, las soluciones ignífugas para tierras
silvestres aplicadas desde el aire puede caer sobre o cerca de
gente, animales y en masas de agua o sobre el suelo donde podría
introducirse en el suministro de agua.
Además, las propiedades reológicas de las
soluciones ignífugas para tierras silvestres durante periodos de
privación extrema y mitigada, y su elasticidad son reconocidas como
características reológicas importantes. Las propiedades reológicas
de las soluciones ignífugas para tierras de bosque y monte bajo son
importantes porque afectan significativamente al rendimiento del
ignífugo durante y después de la descarga aérea y de la
distribución ulterior a escala de combustible. El grado de
dispersión, integridad de la niebla ignífuga, magnitud del cambio
producido por el viento, así como la continuidad de la cobertura,
retención y penetración del complejo de combustible están entre las
características afectadas relacionadas con el rendimiento. Las
soluciones ignífugas, que presentan aumento de viscosidad y de
propiedades elásticas son más deseadas porque están menos afectadas
por las fuerzas extremas encontradas en la aplicación aérea, p. ej.
efectos del viento, gravedad y fuerza de cizallamiento debidos al
momento de avance.
Históricamente, las soluciones ignífugas para
tierras silvestres, preparadas para aplicación, han sido de tres
tipos reológicos generales: (1) soluciones de fertilizante líquido
no espesado con poca viscosidad y elasticidad eficaces; (2)
soluciones de sulfato amónico acuoso espesadas con arcilla con gran
viscosidad aparente, pero poca viscosidad eficaz y sin elasticidad;
y (3) gran viscosidad, pseudoplástica y elástica, soluciones de
fosfato y/o sulfato amónico espesadas con goma, que mantienen un
aumento del nivel de viscosidad y carácter elástico aun cuando se
sometan a grandes cantidades de cizallamiento.
Gomas guar, polisacáridos naturales que se
extraen de la alubia guar, se han utilizado en ignífugos aplicados
por vía aérea para aumentar las propiedades reológicas de las
soluciones ignífugas. Los espesantes de goma guar funcionan de
manera aceptable cuando la composición ignífuga a base de
polifosfato amónico se diluye relativamente pronto después de la
preparación. La velocidad de degradación del espesante de goma guar
varía con la composición del polifosfato amónico de calidad
fertilizante, y puede ser tan breve como unas pocas horas. Sin
embargo, cuando el ignífugo concentrado se almacena durante más de
aproximadamente una semana, el índice de viscosidad disminuye hasta
un nivel inaceptable. Por ejemplo, los experimentos han demostrado
que los concentrados ignífugos de la llama de polifosfato amónico
espesados con goma guar almacenados durante un mes o más, antes de
la dilución presentan poca tendencia a aumentar la viscosidad
durante varias horas y no alcanzan su nivel de viscosidad esperado
durante quizás una semana o más. Dado que los fuegos de tierras
silvestres se producen de modo no previsto y se requiere una
respuesta rápida para tratarlos, este tipo de comportamiento es
indeseable.
Los espesantes de biopolímeros de xantano
convencionales que tienen diámetros de partícula medios de peso en
exceso de aproximadamente 100 micras se han utilizado para alterar
las características reológicas de los ignífugos aplicados por vía
aérea. Los biopolímeros de xantano convencionales comercialmente
disponibles incluyen, pero no se limitan a Kelzan® y Kelzan S® de
CP Kelco, Wilmington, DE, y Xanthan AC® de Jungbunzlauer
International AG, Basilea, Suiza. Sin embargo, como las gomas guar,
los espesantes de biopolímero de xantano convencionales funcionan
de manera inaceptable cuando se almacenan en composiciones de
polifosfato amónico líquidas. Aun cuando estén recién preparadas,
los concentrados ignífugos de polifosfato amónico que contienen
estos biopolímeros de xantano convencionales tienen una capacidad
disminuida para aumentar la viscosidad de la solución de manera
puntual en la dilución ulterior con agua. Como tal, la utilización
de espesantes de biopolímero de xantano convencionales para mejorar
las características reológicas de las composiciones ignífugas de
tipo polifosfato amónico para aplicación aérea es menos deseada.
Por lo tanto, hay necesidad de proporcionar
ignífugod para tierras silvestres seguros y aceptables para la
extinción o control de fuegos en tierras silvestres que no sean
corrosivos para el equipo asociado al transporte, manipulación y
aplicación del ignífugo y que presenten características favorables
reológicas y de aplicación aérea y sean adecuados tanto desde un
punto de vista ambiental como toxicológico, impidiendo de este modo
los inconvenientes anteriores.
Al superar los inconvenientes anteriores, un
objetivo de la invención consiste en producir una composición
ignífuga para tierras silvestres que presente características
favorables reológicas y de aplicación aérea y sea adecuada desde un
punto de vista ambiental y toxicológico.
El anterior y otros objetivos los cumple la
presente invención, que proporciona una composición ignífuga que
comprende por lo menos un ignífugo compuesto por lo menos por un
polifosfato amónico y por lo menos por un biopolímero con un
diámetro de partícula medio de peso inferior a aproximadamente 100
micras.
En un segundo aspecto, la presente invención
proporciona una composición ignífuga que comprende por lo menos un
ignífugo que incluye por lo menos un polifosfato amónico y por lo
menos un biopolímero de xantano.
Incluso en un tercer aspecto, la presente
invención proporciona un procedimiento para extinguir fuegos en
tierras silvestres que incluye la aplicación desde el aire a la
vegetación de tierras silvestres, por delante del fuego en tierras
silvestres, una composición ignífuga que se compone de agua y de las
composiciones ignífugas de corrosión inhibida descritas
anteriormente de la invención.
En un cuarto aspecto, la presente invención
proporciona un procedimiento de preparación de las composiciones
ignífugas descritas anteriormente de la invención que incluye la
formación de una composición de concentrado intermedio que incluye
las composiciones ignífugas descritas anteriormente de la invención
y que diluye el concentrado intermedio con agua para formar la
composición ignífuga de la invención.
No aplicable.
Según la presente invención, se ha descubierto
que puede prepararse una composición ignífuga que tiene una
tendencia reducida a corroer varios metales, incluyendo el aluminio,
que es superior en seguridad toxicológica y ambiental a los
ignífugos conocidos. El ignífugo de corrosión inhibida de la
invención incluye por lo menos una composición ignífuga compuesta
de, por lo menos, polifosfato amónico y un sistema inhibidor de la
corrosión compuesto de por lo menos un compuesto inhibidor de la
corrosión seleccionado de entre un grupo de compuestos inhibidores
de corrosión constituido por azoles, pirofosfato férrico insoluble
(mezclas de pirofosfato férrico insoluble y citrato sódico),
pirofosfato férrico soluble, oxalato ferroso, citrato férrico,
sulfato ferroso, citrato férrico amónico, ortofosfato férrico
insoluble, ortofosfato férrico soluble, oxalato férrico amónico,
sulfato férrico amónico, bromuro férrico, oxalato férrico sódico,
estearato férrico, sulfato férrico, acetato ferroso, sulfato
ferroso amónico, bromuro ferroso, gluconato ferroso, yoduro ferroso,
acetato férrico, fluoroborato férrico, hidróxido férrico, fumarato
ferroso, oxalato ferroso, óxido ferroso, lactato férrico, resinato
férrico y cualquier combinación de los mismos. Generalmente, el
sistema inhibidor de corrosión está presente en una cantidad menor
eficaz para reducir considerablemente la corrosividad de la
composición ignífuga.
En una forma de realización de la invención, se
añade una pequeña cantidad de por lo menos un biopolímero a las
composiciones ignífugas de la invención. Cuando se añaden pequeñas
cantidades de biopolímeros a las composiciones ignífugas de la
invención, se experimenta una reducción adicional en la corrosividad
del aluminio. Como se muestra en las Tablas 7a y 7b anteriormente,
las composiciones ignífugas de corrosión inhibida de la invención
que contienen biopolímeros cumplen los requisitos de corrosión tanto
en solución concentrada como diluida. Generalmente, las
composiciones ignífugas concentradas de la invención están
comprendidas en el intervalo entre aproximadamente 0,01% y
aproximadamente 5,0% de biopolímero, y preferentemente por lo menos
aproximadamente 0,5% de biopolímero. Sin embargo, como apreciará un
experto en la materia, las composiciones que comprenden
concentraciones de biopolímero fuera de este intervalo son también
eficaces. Además, los biopolímeros que tienen diámetros de
partícula fuera del intervalo anterior pueden incorporarse a las
composiciones de la invención sin apartarse del espíritu ni del
alcance de la invención. Por ejemplo, las composiciones ignífugas
que contienen biopolímeros con diámetros de partícula medios de peso
mayores de aproximadamente 100 micras en combinación con
biopolímeros con diámetros de partícula medios de peso inferiores a
aproximadamente 100 micras deberían resultar evidentes para un
experto en la
materia.
materia.
En una forma de realización específica de la
invención, la composición ignífuga, en forma concentrada, comprende
aproximadamente 1,0% de biopolímero. En otra forma de realización
específica de la invención, la composición ignífuga comprende
aproximadamente 3,0% de biopolímero, en el concentrado. Incluso en
otra forma de realización específica de la invención, la
composición ignífuga comprende aproximadamente 0,5% de biopolímero,
en el concentrado.
El biopolímero puede ser cualquier biopolímero
que tenga un diámetro de partícula medio de peso inferior a
aproximadamente 100 micras. Los biopolímeros adecuados para su
utilización en la presente invención incluyen, pero no se limitan a
biopolímeros de rhamsan, xantano y welan con diámetros de partícula
medios de peso inferiores a 100 micras. Los espesantes de xantano
convencionales con diámetros de partícula medios de peso superiores
a aproximadamente 100 micras funcionan de manera inaceptable cuando
se almacenan durante más de unos pocos días en contacto con
composiciones de polifosfato amónico líquidas. Sin embargo, los
inventores han descubierto que reduciendo el diámetro de partícula
de los biopolímeros mejora la capacidad de los biopolímeros para
aumentar rápidamente la viscosidad de la composición ignífuga en la
dilución ulterior con agua y presenta inhibición de la corrosión
aumentada, generalmente.
Por ejemplo, un biopolímero de xantano, con un
diámetro de partícula media ponderado comprendido en el intervalo
entre aproximadamente 100 y aproximadamente 180 micras funciona de
forma inaceptable en la composición ignífuga de la presente
invención, mientras que una goma de xantano químicamente idéntica
con un diámetro de partícula medio comprendido en el intervalo
entre aproximadamente 20 y aproximadamente 70 micras funciona de
manera aceptable.
En una forma de realización, las composiciones
ignífugas de corrosión inhibida de la invención incluyen por lo
menos un biopolímero de xantano con un diámetro de partícula medio
de peso inferior a aproximadamente 100 micras. A diferencia de las
composiciones ignífugas de la técnica anterior que contienen
espesantes de goma guar, y biopolímeros de xantano convencionales
con un diámetro de partícula medio de peso mayor de aproximadamente
100 micras, el índice de viscosidad de las composiciones ignífugas
de la invención que están compuestas por biopolímero de xantano
presentan un desarrollo de viscosidad que no está afectado por el
tiempo que el polímero está en contacto con la solución ignífuga de
polifosfato amónico. Algunos biopolímeros de xantano adecuados para
su utilización en la presente invención se encuentran en Xanthan
Gum-natural biogum for scientific water
control, quinta edición, incorporada a la presente memoria como
referencia en su totalidad.
Las composiciones ignífugas de la invención de
corrosión inhibida, especialmente adaptadas a la aplicación desde
el aire para fuegos en tierras silvestres, se preparan formando una
composición de concentrado intermedio que comprende por lo menos
una composición ignífuga que contiene el sistema inhibidor de
corrosión descrito anteriormente. El concentrado intermedio se
diluye a continuación con agua para formar la composición ignífuga
de la invención de corrosión inhibida. Generalmente las
composiciones ignífugas de la invención, están comprendidas en el
intervalo entre aproximadamente 0,00224% y aproximadamente 1,12% de
biopolímero en la composición mixta final (tras la dilución) y
preferentemente, por lo menos 0,112% de biopolímero en la
composición mixta final. Sin embargo, como apreciará un experto en
la materia, las composiciones que comprenden concentraciones de
biopolímero fuera de este intervalo también son eficaces.
En una forma de realización específica, las
composiciones ignífugas de la invención comprenden aproximadamente
0,112% de biopolímero en solución diluida. En otra forma de
realización específica, las composiciones ignífugas de la invención
comprenden 0,224% de biopolímero en solución diluida. Incluso en
otra forma de realización específica, las composiciones ignífugas
de la invención comprenden aproximadamente 0,672% de biopolímero en
solución diluida.
Según la presente invención, el ignífugo de la
invención incluye un ignífugo compuesto de por lo menos un
polifosfato amónico. El polifosfato amónico se denomina también
fosfato poliamónico y puede incluir orto-, piro y polifostatos,
otros fosfatos amónicos, tales como loa metafosfatos, los
equivalentes metálicos alcalinos de los mismos, así como una mezcla
de polímeros de fosfato.
Las soluciones de polifosfato amónico que se
utilizan como fertilizante agrícola e ignífugos para tierras
silvestres (vegetativos) se preparan neutralizando soluciones
acuosas de ácido fosfórico en proceso húmedo, que contiene en
general aproximadamente del 68% a aproximadamente el 74% de
pentóxido de fósforo con amoniaco anhidro de tal manera que se
experimentan tanto a temperaturas como a presiones altas. Cuando se
preparan de esta manera, una parte del ácido ortofosfórico impuro
polimeriza o condensa, dando como resultado la formación de
pirofosfato, polifosfatos de cadena corta y, en la mayoría de los
casos, pequeñas cantidades de fosfatos cíclicos o de metafosfatos.
Esta fracción de ácido que no polimeriza, desde luego, permanece
como ácido ortofosfórico. La amoniación de esta mezcla de especies
de fosfato se produce en el reactor, también, produciendo una
solución acuosa que contiene especies de fosfato amónico, orto,
piro, tripoli, tetrapoli y alguno de cadena superior y cíclico.
Estos fosfatos condensados generalmente presentan un aumento de la
solubilidad en agua en comparación con los ortofosfatos y, por
consiguiente, pueden prepararse soluciones mucho más concentradas
cuando están presentes. Las concentraciones relativas de varias
especies dependen principalmente de la temperatura y presión
conseguida dentro del reactor. Las soluciones comerciales contienen
generalmente desde aproximadamente el 34% hasta aproximadamente el
37% de pentóxido de fósforo. Concentraciones de pentóxido de fósforo
superiores aproximadamente al 37% acercan los límites de
solubilidad en agua produciendo soluciones que no son estables, en
las que pueden precipitar los sólidos durante el almacenamiento a
temperatura ambiente. Las soluciones de este tipo se denominan
generalmente concentrados líquidos
10-34-0 u
11-37-0, la denominación numérica se
refiere al porcentaje de su composición en nutrientes vegetales, es
decir, nitrógeno amoniacal, pentóxido de fósforo y óxido de
potasio.
Obsérvese que los fosfatos condensados que están
presentes en soluciones de concentrado líquido están sometidos a
hidrólisis que produce la polimerización. La velocidad de
degradación hidrolítica aumenta con el tiempo, la temperatura y la
acidez relativa de la solución. Por consiguiente los concentrados de
polifosfato amónico y sus soluciones pueden variar en la
composición de la especie a medida que se reciben y a medida que
avanza el tiempo durante su almacenamiento ulterior.
Estos concentrados líquidos pueden contener
además pequeñas cantidades de sulfato diamónico y una multitud de
impurezas metálicas y de metales alcalinos. La cantidad y calidad de
estas impurezas varía con la composición del mineral de fosfato, el
procedimiento utilizado y el alcance de la purificación que se
realiza durante la preparación del ácido fosfórico por el
procedimiento húmedo. Ya que estas soluciones se preparan
principalmente como nutrientes, los parámetros del control de
calidad de mayor interés son los porcentajes de sus nutrientes
(nitrógeno y fósforo) contenidos y la transparencia, solubilidad y
color de la solución más bien que la propia pureza.
El sistema inhibidor de corrosión de la
invención se compone de por lo menos un compuesto inhibidor de
corrosión seleccionado de entre el grupo de compuestos inhibidores
de corrosión constituido por azoles, pirofosfato férrico insoluble,
pirofosfato férrico soluble, oxalato ferroso, citrato férrico,
sulfato ferroso, citrato férrico amónico, ortofosfato férrico
insoluble, ortofosfato férrico soluble, oxalato férrico amónico,
sulfato férrico amónico, bromuro férrico, oxalato férrico sódico,
estearato férrico, sulfato férrico, acetato ferroso, sulfato
ferroso amónico, bromuro ferroso, gluconato ferroso, yoduro ferroso,
acetato férrico, fluoroborato férrico, hidróxido férrico, oleato
férrico, fumarato ferroso, oxalato ferroso, óxido ferroso, lactato
férrico, resinato férrico y cualquier combinación de los mismos. En
una forma de realización preferida, el sistema inhibidor de
corrosión se compone de por lo menos un compuesto inhibidor de
corrosión y por lo menos un compuesto inhibidor de corrosión
insoluble. La combinación de dichos compuestos solubles e insolubles
que contienen hierro parece proporcionar la combinación óptima de
inhibición de la corrosión.
Una cantidad menor de sistema inhibidor de
corrosión de la invención eficaz para reducir considerablemente la
corrosividad de la composición ignífuga está incluida en la
composición ignífuga de corrosión inhibida de la invención. Una
cantidad menor eficaz de sistema inhibidor de corrosión es la
cantidad que reduce considerablemente la corrosividad del ignífugo.
Como resultará evidente para un experto en la materia, lo que
constituye una reducción considerable en la corrosividad es muy
dependiente del ignífugo específico del fuego utilizado en la
composición ignífuga de la invención, así como de la composición
específica del sistema inhibidor de corrosión y puede determinarse
fácilmente sin excesiva experimentación.
En una forma de realización, el sistema
inhibidor de corrosión de la invención está presente en una cantidad
menor eficaz en la composición ignífuga de corrosión inhibida, en
el concentrado, para obtener por lo menos una corrosividad máxima
del aluminio hasta 5,0 mpa, del latón amarillo hasta 5,0 mpa y del
acero hasta 5,0 mpa determinadas por el "Ensayo de corrosión
uniforme" publicado en el apartado 4.5.6.1.2 de la
"Specification 5100-304b (enero de 2000)
Superseding Specification 5100-304a (febrero de
1986)", titulada "Specification for Long-Term
Retardant, Windland Fire, Aircraft or Ground Application",
publicada por el USDA, e incorporada en la presente memoria como
referencia en su totalidad.
En una forma de realización específica, el
sistema inhibidor de corrosión de la invención está comprendido en
el intervalo entre aproximadamente 0,01% y aproximadamente 10,0% del
ignífugo de corrosión inhibida. En otra forma de realización
específica, el sistema inhibidor de la corrosión de la invención
está comprendido en el intervalo entre aproximadamente 0,3% y
aproximadamente 6,0% del ignífugo de corrosión inhibida. Incluso en
forma de realización específica, el sistema inhibidor de la
corrosión de la invención está comprendido en el intervalo entre
aproximadamente 0,6% y aproximadamente 5,0% del ignífugo de
corrosión inhibida total.
Antes de su utilización, y en una forma de
realización de la invención, las composiciones de corrosión inhibida
de la invención se mezclan con agua para formar soluciones diluidas
que contienen la cantidad de pentóxido de fósforo requerida para
conseguir la cantidad máxima de cobertura de vegetación a un ritmo
de aplicación suficiente para reducir la inflamabilidad de los
combustibles vegetales al nivel deseado. El agua utilizada en la
composición de la invención puede ser agua del grifo o agua de otras
fuentes de agua convenientes. Generalmente, las composiciones se
diluyen una parte de concentrado en el intervalo entre
aproximadamente tres a siete partes de agua. En una forma de
realización específica, las composiciones de la invención se diluyen
una parte de concentrado al intervalo de aproximadamente cuatro a
seis partes de agua. Sin embargo, debe observarse que las
composiciones de la invención pueden diluirse fuera de los
intervalos anteriores, por ejemplo cuando se desea mejorar la
penetración del
ignífugo.
ignífugo.
En una forma de realización específica, las
composiciones de la invención se mezclan con agua para formar
soluciones diluidas que contienen la cantidad de pentóxido de
fósforo requerida para cumplir los requisitos de eficacia del
ignífugo de la Forest Service Specification del USDA. Esta
concentración, que se determina por el ensayo de eficacia del
retardo de la combustión descrito en la Forest Service Specification
5100-304b, del USDA, "4.5.2. Ensayo de eficacia
por retardo de la combustión", dependerá generalmente del
porcentaje de pentóxido de fósforo presente en la composición
concentrada y el alcance de su disponibilidad para retardar las
reacciones. La composición ignífuga de la invención de corrosión
inhibida se diluye de manera típica hasta una cantidad eficaz para
conseguir la máxima cobertura de vegetación a un ritmo de aplicación
suficiente para reducir los combustibles inflamables a un nivel
deseado. El USDA mínimo, Forest Service Specifications, para la
eficacia del retardo de la combustión, especificado en la
Especificación 5100-304b, se obtiene generalmente
cuando el concentrado ignífugo de la invención de corrosión inhibida
se diluye con aproximadamente 1 a aproximadamente 8 volúmenes de
agua.
Para extinguir los fuegos de tierras silvestres,
las composiciones ignífugas de la invención de corrosión inhibida
se diluyen con agua y se aplican sobre la vegetación amenazada, por
delante de fuego en tierra silvestre próxima. Se libera amoniaco
tanto del fosfato amónico como del sulfato amónico a temperaturas
inferiores a la temperatura de ignición del combustible. Tal como
se utilizan en la presente memoria los sulfatos amónicos incluyen
el tiosulfato amónico. Por consiguiente, los ácidos sulfúricos
incluyen el ácido tiosulfúrico. Ambos ácidos fosfórico y sulfúrico
son en principio ácidos ignífugos eficaces. El ácido fosfórico
permanecerá presente y eficaz con el combustible vegetal hasta
temperaturas superiores a 600ºC. Sin embargo, el punto de ebullición
del ácido sulfúrico es mucho más bajo y la cantidad presente
disminuirá a medida que aumenta la temperatura del combustible. De
este modo, por lo menos una parte del ácido sulfúrico está todavía
presente a la temperatura de ignición del combustible. Los ácidos
minerales resultantes reaccionan posteriormente con los componentes
celulósicos de los combustibles vegetales sobre los que se aplican.
Su descomposición térmica se altera por ello de tal manera que ya
no sirven como combustibles. Estas reacciones están descritas en la
patente US nº 4.839.065 de Vandersall, que está incorporada en la
presente memoria como referencia en su totalidad.
Las composiciones ignífugas de la invención
también pueden contener agentes en suspensión. Los agentes en
suspensión reducen de manera eficaz el ritmo de separación y
sedimentación durante el almacenamiento de larga duración. De este
modo, como apreciaría un experto en la materia, la cantidad de
agente de suspensión depende de su eficacia relativa por unidad
aplicada, de la longitud de almacenaje deseada y de los aditivos
adicionales incorporados en las composiciones de la invención. Tal
como se utiliza en la presente memoria, los agentes de suspensión
útiles en las composiciones de la invención incluyen arcillas
coloidales, por ejemplo, Attapulgus, tierra de Fuller, sepiolita,
montmorillonita y arcilla caolín. Tal como se utiliza en la presente
memoria, la arcilla Attapulgus incluye, pero no se limita a
attapulgita y palygorskita. Tal como se utiliza en la presente
memoria, la arcilla caolín incluye, pero no se limita a caolinita,
[Al_{2}Si_{2}O_{7}-2(H_{2}O)] y
[Al_{2}O_{3}-2SiO_{2}-2(H_{2}O)].
Como resulta evidente para los expertos en la
materia, el ignífugo de corrosión inhibida de la invención puede
contener o mezclarse con otros componentes funcionales tales como
agentes de suspensión, agentes colorantes, tensioactivos,
estabilizantes, agentes cubrientes, otros inhibidores de corrosión,
cualquier combinación de los mismos, o con otros componentes
funcionales.
Por ejemplo, y en una forma de realización de la
invención, las composiciones ignífugas de corrosión inhibida de la
invención incluyen por lo menos un pigmento muy coloreado. El
pigmento coloreado se incorpora para ayudar a la identificación
visual de la vegetación tratada y sin tratar. Los pigmentos muy
coloreados adecuados incluyen óxido de hierro, que produce muchos
colores como el marrón y el rojo, pigmentos de dióxido de titanio,
que producen un color blanco o un colorante sensible al
ultravioleta dispersado en plástico biodegradable. Sin embargo,
para determinados usos, como a lo largo de los bordes de las
carreteras o en los parques, puede desearse excluir cualquier
colorante de la mezcla. Por lo tanto, como apreciaría un experto en
la materia, la cantidad de colorante o pigmento incorporado en las
composiciones de la invención depende del grado de dilución y
visibilidad contemplado por el usuario. La visibilidad se obtiene
normalmente con el óxido de hierro rojo cuando está presente en la
solución diluida en el intervalo entre aproximadamente 0,15% y
aproximadamente 0,4%, dependiendo de las características del
colorante y de las características vegetales y topográficas de
aquello sobre lo que se aplique. La cantidad que debe incorporarse
en el concentrado oscilará, desde luego, con la velocidad de
dilución requerida para proporcionar una eficacia ignífuga
adecuada.
En otra forma de realización, la presente
invención incluye por lo menos uno de entre el óxido de hierro rojo
o el óxido de hierro marrón o una combinación de los mismos. En otra
forma de realización todavía, la presente invención incluye un
agente colorante fugaz, cuyo color palidece por exposición a los
elementos. En una forma de realización adicional, la presente
invención incluye pigmentos especificantes, que normalmente son no
muy coloreados, pero que tienen capacidad para cubrir y ocultar lo
que está depositado encima de modo que un pigmento muy coloreado se
vuelve más visible.
Pueden añadirse también tensioactivos para
aumentar la visibilidad, mediante la generación de una espuma, y
para mejorar la penetración de la solución ignífuga en combustibles
porosos. Por consiguiente, como apreciaría cualquier experto en la
materia, la cantidad y tipo de tensioactivo incorporado en las
composiciones de la invención depende del grado de dilución y
visibilidad contemplado por el usuario.
Se ha descubierto que los azoles son inhibidores
de corrosión eficaces para el latón. En una forma de realización de
la invención, las composiciones de la invención comprenden por lo
menos un azol. Tal como se utiliza en la presente memoria, un azol
es cualquiera de un grupo de compuestos químicos con un anillo de
cinco elementos que contiene uno o más átomos de nitrógeno. Los
azoles adecuados para su utilización en ignífugos de corrosión
inhibida de la invención incluyen, pero no se limitan a
toliltriazol, benzotriazol, mercaptobenzotiazol,
dimercaptotiadiazol,
1,2-bencisotiazolina-3,1,2-bencimidazolona,
4,5,6,7-tetrahidrobenzotriazol, tolilimidazol,
2-(5-etil-2-piridil)bencimidazol,
ftalimida, cualquiera de las sales metálicas alcalinas de los
mismos. La cantidad de azol o de otro inhibidor de corrosión
depende del metal corrosible para el que se desea resistencia a la
corrosión, del nivel de resistencia deseada y de la concentración
específica de la composición ignífuga empleada, incluyendo los
compuestos que inhiben contenidos en la misma.
Sin embargo, en una forma de realización de la
invención, los concentrados ignífugos de corrosión inhibida
comprenden por lo menos un azol, presente en una cantidad menor para
obtener una corrosividad del latón amarillo hasta un máximo de 5,0
mpa determinada por la "Prueba de corrosión uniforme" publicada
en el apartado 5.4.6.1 de la "Specification
5100-304b (enero de 2000) Superseding Specification
5100-304a (Febrero de 1986)", titulada
"Specification for Long Term Retardant, Wildland Fire, Aircraft or
Ground Application", publicada por el USDA. En otra forma de
realización específica de la invención, el concentrado ignífugo de
la invención comprende en el intervalo entre aproximadamente 0,01%
y aproximadamente 1,0% de toliltriazol. Incluso en otra forma de
realización específica, la composición de la invención incluye en el
intervalo entre aproximadamente 0,2% y aproximadamente 0,6% de
toliltriazol. Incluso en otra forma de realización específica, la
composición de la invención incluye en el intervalo entre
aproximadamente 0,3% y aproximadamente 0,5% de toliltriazol.
Se proporciona también un procedimiento de
inhibición de la corrosión que utiliza el sistema de inhibición de
la corrosión de la invención descrito anteriormente. Según el
procedimiento de la invención, se proporciona un material
corrosible y se pone en contacto con por lo menos un agente de
suspensión, y la cantidad eficaz del sistema inhibidor de la
corrosión de la invención para reducir considerablemente la
corrosividad del ignífugo.
En una forma de realización, el material
corrosible se selecciona de entre el grupo de materiales corrosibles
constituido por acero, latón, aluminio y cualquiera de sus
aleaciones.
Antes de su utilización, y en una forma de
realización de la invención, la composición ignífuga de corrosión
inhibida de la invención y el biopolímero, si está presente, se
mezclan con agua antes o durante el contacto con el material
corrosible. El agua utilizada en la composición de la invención
puede ser agua del grifo o aguas de otras fuentes de agua
convenientes.
En una forma de realización, el sistema
inhibidor de corrosión incluye por lo menos un aditivo seleccionado
de entre el grupo de aditivos que incluye agentes de suspensión,
agentes colorantes, tensioactivos, estabilizantes, agentes
cubrientes, inhibidores de corrosión y cualquier combinación de los
mismos.
Aunque las composiciones ignífugas de corrosión
inhibida de la invención reducen la corrosividad del aluminio en
ausencia de biopolímeros, los biopolímeros no reducen de manera
significativa la corrosión del aluminio en ausencia del sistema
inhibidor de corrosión de la invención. Sin embargo, se ha
descubierto que las composiciones ignífugas de la invención que
incluyen por lo menos un biopolímero, descrito anteriormente,
mejoran las características reológicas de los retardantes de la
invención en ausencia del sistema inhibidor de corrosión.
Específicamente, el aumento de viscosidad se presenta en soluciones
diluidas que comprenden la composición ignífuga de corrosión
inhibida descrita anteriormente que contiene biopolímero, en
ausencia del sistema inhibidor de corrosión de la invención. Por
consiguiente, y en una forma de realización, las composiciones
ignífugas de la invención comprenden por lo menos una composición
ignífuga descrita anteriormente compuesta de por lo menos un
polifosfato amónico, y por lo menos un biopolímero descrito
anteriormente con diámetro de partícula medio de peso inferior a
aproximadamente 100 micras. Esta forma de realización, que no
incluye el sistema inhibidor de corrosión descrito anteriormente de
la invención, se denominará después en la presente memoria
composiciones ignífugas con viscosidad aumentada de la
invención.
Aunque los agentes de suspensión pueden
utilizarse en las composiciones ignífugas de la invención, la
utilización de agentes de suspensión no es necesaria para que se
cumplan las características reológicas y/o anticorrosivas mejoradas
de las composiciones de la invención.
Las composiciones ignífugas con viscosidad
aumentada de la invención generalmente están comprendidas en el
intervalo de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 5% de
biopolímero, en la composición de concentrado y preferentemente,
por lo menos aproximadamente de 0,5% de biopolímero. Sin embargo,
como apreciará un experto en la materia, las composiciones que
comprenden concentraciones de biopolímero fuera de este intervalo
son también eficaces para aumentar la viscosidad de las
composiciones del ignífugo.
En una forma de realización específica de la
invención, las composiciones ignífugas con viscosidad aumentada de
la invención, en el concentrado, comprenden aproximadamente 1,0% de
biopolímero. En otra forma de realización específica de la
invención, las composiciones ignífugas con viscosidad aumentada de
la invención, en el concentrado, comprenden aproximadamente 3,0% de
biopolímero. Incluso en otra forma de realización específica, las
composiciones ignífugas de la invención, en el concentrado,
comprenden aproximadamente 0,5% de biopolímero.
En una forma de realización específica, las
composiciones ignífugas con viscosidad aumentada de la invención
incluyen por lo menos un biopolímero de xantano descrito
anteriormente. En otra forma de realización específica, las
composiciones ignífugas con viscosidad aumentada de la invención
incluyen por lo menos una composición ignífuga compuesta por al
menos un polifosfato amónico, en el intervalo entre aproximadamente
0,01% y aproximadamente 5,0% por lo menos de un biopolímero de
xantano con un diámetro de partícula medio de peso inferior a
aproximadamente 100 micras, en el concentrado, en el intervalo
entre aproximadamente 0,00224% a aproximadamente 1,12% de
biopolímero en solución diluida, y por lo menos un aditivo o
componente funcional descrito anteriormente.
Pueden incorporarse opcionalmente espesantes,
por ejemplo, hidroxipropil guar, en las composiciones ignífugas de
la invención descritas anteriormente. La existencia de dichos
espesantes en las composiciones de la invención no es necesaria
para que se cumplan las características anticorrosivas o reológicas
mejoradas. Si se emplean, la cantidad de otras gomas en las
composiciones de la invención variará dependiendo en parte de la
naturaleza y concentración de las sales ignífugas presentes, de la
presencia de impurezas y de la presencia de otros componentes. Por
consiguiente, en una forma de realización de la invención, las
composiciones de la invención no contienen espesantes, por ejemplo,
hidroxipropil guar. En una forma de realización alternativa de la
invención, las composiciones de la invención contienen espesantes,
por ejemplo, hidroxipropil guar, o gomas guar no derivadas de
éter.
Las composiciones ignífugas con viscosidad
aumentada de la invención se prepararan de la misma manera que las
composiciones ignífugas con corrosión inhibida de la invención
descritas anteriormente. Por consiguiente, y en una forma de
realización, las composiciones ignífugas de la invención con
viscosidad aumentada se preparan formando una composición del
concentrado intermedio que comprende las composiciones ignífugas de
la invención descritas anteriormente y diluyendo el concentrado
intermedio con agua para formar la composición ignífuga con
viscosidad aumentada de la invención. Las composiciones ignífugas
con viscosidad aumentada de la invención se diluyen de la misma
manera descrita anteriormente con relación a las composiciones de
corrosión inhibida de la invención.
En una forma de realización específica, las
composiciones ignífugas de la invención con viscosidad aumentada se
preparan formando una composición del concentrado intermedio
compuesta de por lo menos una composición ignífuga con viscosidad
aumentada descrita anteriormente y por lo menos un biopolímero de
xantano que tiene un diámetro de partícula medio de peso inferior a
aproximadamente 100 micras, en el que las composiciones ignífugas
están comprendidas en el intervalo entre aproximadamente 0,01% y
aproximadamente 5,0% de biopolímero de xantano, y diluyendo el
concentrado intermedio con agua para formar la composición ignífuga
de la invención con viscosidad aumentada.
Los procedimientos para combatir los fuegos de
tierras silvestres que utilizan las composiciones ignífugas de
viscosidad aumentada de la invención se proporcionan también de
acuerdo con la invención. En una forma de realización, el
procedimiento incluye la etapa de aplicación desde el aire a una
vegetación de tierra silvestre de una composición ignífuga que
comprende agua y por lo menos una composición ignífuga de la
invención. En una forma de realización específica, el procedimiento
incluye la aplicación desde el aire a una vegetación de tierra
silvestre de una composición ignífuga que comprende agua y por lo
menos una composición de polifosfato amónico, en el intervalo entre
aproximadamente 0,00224% a 1,12% por lo menos de un biopolímero de
xantano con un diámetro de partícula medio de peso inferior a
aproximadamente 100 micras y por lo menos un aditivo descrito
anteriormente. En otra forma de realización específica, el
procedimiento incluye la aplicación desde el aire a una vegetación
de tierra silvestre de una composición ignífuga que comprende agua y
por lo menos una solución de polifosfato amónico, en el intervalo
entre aproximadamente 0,00224% a 1,12% por lo menos de un
biopolímero de xantano y el sistema inhibidor de corrosión de la
invención descrito anteriormente.
Todas las referencias y patentes citadas en la
presente memoria se incorporan por la presente como referencia en
su totalidad para su oportuna enseñanza. Por lo tanto, cualquiera
referencia citada en la presente memoria y no incorporada
específicamente como referencia se incorpora, no obstante, como
referencia en su totalidad como si formara parte de la presente
memoria.
Los ejemplos siguientes ilustran las formas de
realización específicas de la invención sin limitar el alcance de
la invención en modo alguno. En cada ejemplo empleando polifosfato
amónico, muestras de concentrados ignífugos de polifosfato amónico
se mezclaron mecánicamente con compuestos que contienen hierro,
biopolímeros, aditivos, y en algunos casos, con un azol, como se
indica en cada tabla. En la presente invención puede utilizarse
cualquiera técnica de mezclado mecánico que sea bien conocida en la
materia. Las soluciones ignífugas concentradas, se diluyen con
agua, como se indica. La fila "Requisitos" ilustra el nivel de
corrosión del aluminio 2024-T3 permitido por el
USDA, Forest Service Specifications 5100-304b, es
decir, la corrosividad máxima permisible para la aceptación del
producto para su utilización en composiciones ignífugas en tierras
silvestres. En las muestras resultantes se determinó la
corrosividad según las Forest Specifications
5100-304b del USDA.
La Tabla 1 ilustra las características de la
corrosión de los concentrados líquidos de polifosfato amónico
10-34-0 y
11-37-0 calidad de fertilizante no
adulterado, puros obtenidos de tres fuentes diferentes. Todas las
muestras son 10-34-0 u
11-37-0, tal como se recibieron, sin
adiciones. La corrosividad de las muestras se expresó en milésimas
de pulgada por año ("mpa") de pérdida de metal en la superficie
metálica expuesta basándose en las USDA, Forest Service
Specifications para determinar la corrosividad. Se determinaron a
cada temperatura y estado indicado tanto el ignífugo concentrado
como sus soluciones diluidas.
Se prepararon soluciones diluidas mezclando
cuatro a cinco volúmenes de agua con un volumen de solución
concentrada. De este modo, las soluciones diluidas estaban
comprendidas en el intervalo entre aproximadamente el 15% y
aproximadamente el 20% en volumen de concentrado.
Según las Forest Service Specifications para la
determinación de la corrosión de ignífugos se obtuvo una probeta de
una pulgada de anchura, cuatro pulgadas de longitud y un octavo de
pulgada de espesor de procedencia habitual. La probeta se limpia,
se seca y se pesa según las Forest Service Specifications estándar
del USDA y se suspende en una vasija de caras planas de un cuarto
rellena 50% (parcialmente) o 100% (totalmente) llena utilizando una
pieza de un hilo de nilón. Al suspenderla en una vasija parcialmente
llena, la probeta se sumergió el 50% (dos pulgadas) en la solución
de prueba saliendo el otro 50% de la solución al espacio de aire por
encima de ella. Cuando la vasija se llenó con aproximadamente 800
ml de solución, la probeta metálica se sumergió totalmente en la
solución. Las vasijas se cerraron a continuación con una tapa
roscada y dos o tres vasijas (celdas) de corrosión idénticas de
cada una de las probetas parcial o totalmente sumergidas se
guardaron a 70ºF y 120ºC durante noventa días. Al final del periodo
de almacenamiento de noventa días, se abrieron las vasijas y las
probetas se extrajeron y se limpiaron según las Forest Service
Specifications del USDA. A continuación se volvió a pesar la
probeta, después se secó y se determinó su pérdida de peso
comparando sus pesos inicial y final. La pérdida de peso calculada
y la densidad de la probeta metálica se utilizaron para extrapolar a
milésimas de pulgada (0,001 pulgadas) de aluminio que se perdería
durante un periodo de un año en las condiciones de la prueba. Se
calcularon las velocidades de corrosión de las probetas tanto
parcial como totalmente sumergidas utilizando la superficie total
de la probeta. Se promedian a continuación las muestras de cada
condición y se anotan como velocidad de corrosión. Los resultados
se presentan en la Tabla 1.
La corrosividad de las soluciones de polifosfato
amónico en el aluminio 2024-T3 fue relativamente
baja cuando la temperatura se mantenía a aproximadamente 70ºF. Sin
embargo, ninguna de las muestras de las soluciones de polifosfato
amónico puro cumplen las Forest Service Specifications para la
corrosividad de los ignífugos. Además, los resultados demostraron
que aumentando la temperatura de la solución a 120ºF aumentaba
drásticamente la corrosión de la probeta de aluminio por las
muestras de polifosfato amónico puro; es decir, un orden de magnitud
en exceso.
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Las características de la corrosión de las
soluciones de polifosfato amónico puro, calidad fertilizante que
contienen cantidades adicionales (<3%) de una mezcla de un
colorante de óxido de hierro y arcilla Attapulgus se ilustran en la
Tabla 2. Cada muestra se preparó mezclando polifosfato amónico puro
concentrado obtenido a partir de varias fuentes con arcilla
Attapulgus y óxido de hierro rojo al 1,2% o óxido de hierro marrón
al 1,2%, como se indica. Además, se mezcló también toliltriazol al
0,3% en las muestras 11, 15, 16, 18 y 19 y toliltriazol al 0,5% en
la muestra 20. Se diluyeron a continuación alícuotas de estas
muestras de concentrado mezclando 1,0 volúmenes de concentrado con
4,25 volúmenes de agua del grifo. Se determinó a continuación la
corrosividad en el concentrado y sus soluciones y se diluyó según
las Forest Service Specifications. Los resultados se presentan en la
Tabla 2.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Los resultados indicaban que la adición de
pequeñas cantidades de óxido de hierro y arcilla reducían la
corrosión del aluminio totalmente sumergido en una solución a 70ºC
del 50% al 65%. Además, el impacto de la mezcla sobre la corrosión
a alta temperatura fue aún más drástico que a bajas temperaturas.
Cuando se guardó la celda de corrosión a 120ºF la velocidad de
corrosión del aluminio disminuyó aproximadamente del 75% al 90%. A
ambas temperaturas la velocidad de corrosión sobre las probetas
parcialmente sumergidas fue mayor del 50% de los valores totalmente
sumergidos lo que indicaba que tiene lugar una corrosión
significativa en la interfase o en la fase vapor/aire cuando la
mezcla está presente en la solución. Esto difiere de la corrosividad
de las soluciones de polifosfato amónico puro de la Tabla 1. Sin
embargo, la adición de óxido de hierro insoluble y de arcilla al
1,2% en suspensión a las muestras de polifosfato amónico no redujo
la velocidad de corrosión del aluminio 2024-T3 de
los concentrados o sus soluciones dentro de los límites requeridos
por las Forest Service Specifications del USDA.
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Los datos de las Tablas 3a y 3b ilustran la
eficacia relativa de numerosos sistemas inhibidores de corrosión
que contienen fuentes de hierro solubles e insolubles en agua, y
mezclas de las mismas, en varias fuentes y tipos de concentrados de
polifosfato amónico y sus soluciones diluidas. Las muestras se
prepararon mezclando soluciones de polifosfato amónico de tipo
10-34-0 u
11-37-0 de varias procedencias con
concentraciones variables de aditivos insolubles de óxido de hierro
rojo u óxido de hierro marrón y aditivos de arcilla Attapulgus y
variando las concentraciones de otros aditivos que contienen hierro,
como se indica. La muestras 1, 2, 3 y 4 son concentrados de
polifosfato amónico 10-34-0 de
diferentes procedencias. Se sometieron las soluciones a mezclado
con fuerte cizallamiento para activar o hidratar la arcilla.
Se hicieron pruebas de corrosividad del aluminio
en cada concentrado y su solución diluida según los protocolos de
las Forest Service Specifications. Los resultados se presentan en
las Tablas 3a y 3b.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
La fila 1 ilustra a título comparativo las
características de la corrosión media de soluciones concentradas y
diluidas puras de la muestra 1, tomadas de la Tabla 1, y la fila 2
ilustra la tasa de corrosión media del aluminio de las soluciones
concentradas y diluidas de polifosfato amónico (tal como se ilustra
en la Tabla 2) cuando se mezcla el material solo con pequeñas
cantidades de pigmento de óxido de hierro y arcilla Attapulgus. Las
muestras 1 a 4 eran muestras de polifosfato amónico de tipo
10-34-0 obtenidas de varias
procedencias. Las muestras 5 a 7 eran muestras de polifosfato
amónico de tipo 11-37-0 obtenidas de
varias procedencias.
Los datos en las Tablas 1 y 2 ilustran que el
ataque corrosivo era más grave cuando se exponía al concentrado
ignífugo y sus soluciones a temperatura elevada (49ºC/120ºF) en la
configuración totalmente sumergida. Por consiguiente, la evaluación
de los sistemas inhibidores de corrosión puso de relieve las pruebas
en estas condiciones. Se realizaron pruebas periódicas en otras
condiciones. Las filas 3 a la 6 ilustran la eficacia para inhibir
la corrosión de las combinaciones de óxido de hierro marrón
insoluble y polifosfato férrico soluble. Los resultados indican que
las Forest Service Specificatins del USDA para corrosión de
ignífugos se cumplen cuando se utiliza 1,2% de óxido de hierro
marrón junto con 3,0% de pirofosfato férrico soluble. Además, los
resultados indicaban que cantidades menores de óxido de hierro
insoluble producían corrosión inaceptable en la solución ignífuga
concentrada.
Las filas 7 a la 12 ilustran la eficacia de los
sistemas inhibidores de corrosión similares a los descritos en el
párrafo anterior, excepto que el óxido de hierro rojo se sustituye
por óxido de hierro marrón. Los resultados indican que el óxido de
hierro rojo es eficaz para reducir la corrosión del aluminio del
polifosfato amónico concentrado y diluido aunque quizás no tan
completamente eficaz como el óxido de hierro marrón.
Las filas 13 a la 22 ilustran la eficacia para
inhibir la corrosión de las mezclas de óxido de hierro insoluble y
de citrato férrico soluble. Los resultados indican que el citrato
férrico es un sustituto igualmente eficaz del polifosfato férrico
soluble. Además los resultados indican que una mezcla de óxido de
hierro marrón y 3% de citrato férrico soluble es capaz de reducir
la corrosividad de las muestras de polifosfato amónico dentro de
niveles aceptables para el cumplimiento de las Forest Service
Specifications para corrosividad de ignífugos.
Las filas 23 a la 24 ilustran la utilización de
citrato férrico amónico como sustituto del citrato férrico. Los
resultados indican que los compuestos férricos solubles son tan
eficaces como el citrato amónico para reducir la corrosión del
aluminio por las soluciones de polifosfato amónico.
Las filas 27 a la 38 ilustran la eficacia de los
sistemas en los que solamente se utilizan compuestos que contienen
hierro soluble e insoluble incoloro en lugar de los óxidos de hierro
persistentes relativamente muy coloreados. Estos es importante
cuando se desean auténticos ignífugos fugaces, mediante los cuales
el color palidece gradualmente cuando se expone a la luz natural y
desaparece para que no manche de manera permanente aquello sobre lo
que se aplica.
Las filas 26 a la 38 ilustran la eficacia de las
mezclas de polifosfato férrico soluble e insoluble. Se obtienen
propiedades aceptables de corrosión del aluminio cuando se utilizan
3,0% del anterior y 1,2% del último como sistema inhibidor de la
corrosión en una solución de polifosfato amónico. Los resultados
también indican que un aumento de la concentración de polifosfato
férrico insoluble no reduce más la corrosividad del concentrado.
Las filas 27 a la 38 ilustran la eficacia de la
inhibición de la corrosión del aluminio de varios compuestos de
hierro solubles e insolubles. Las filas 37 y 38 pusieron de
manifiesto que, aunque eficaces, las sales ferrosas probadas fueron
menos eficaces en cantidades de adición de hierro equivalentes en
comparación con los compuestos férricos.
Las filas 39 a la 44 ilustran la eficacia de la
inhibición de la corrosión del aluminio de varios compuestos de
hierro solubles e insolubles cuando se utilizan junto con
concentrados de polifosfato amónico
10-34-0 obtenidos a partir de
fuentes alternativas. Estos datos indican que la cantidad y
proporción de inhibidor de corrosión necesaria para reducir la
corrosividad a un nivel aceptable necesitará optimizarse dependiendo
de la procedencia y características del mismo.
Las filas 45 a la 54 ilustran la eficacia de la
inhibición de la corrosión del aluminio de los presentes compuestos
cuando se utilizan en varias fuentes de concentrado de polifosfato
amónico de tipo 11-37-0 y sus
soluciones diluidas.
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El Ejemplo 4 ilustra la eficacia del polifosfato
férrico soluble en agua, citrato férrico y sulfato ferroso como
inhibidores de corrosión del aluminio en soluciones de polifosfato
amónico. En cada muestra, se mezclaron los compuestos de hierro
solubles indicados y 1,4% de arcilla Attapulgus con polifosfato
amónico puro. Se extrajeron sucesivamente alícuotas del concentrado
y se diluyeron con la cantidad prescrita de agua. La corrosividad
del aluminio tanto de los ignífugos concentrados como de sus
soluciones diluidas se determinó según las Forest Service
Specifications mencionadas anteriormente. Los resultados de esta
prueba se presentan en la Tabla 4.
Los resultados indican que tanto el ión férrico
como el ión ferroso solubles que contienen sales presentan utilidad
como inhibidores de corrosión del aluminio en soluciones de
polifosfato amónico. Concentraciones relativamente pequeñas (0,35%)
de hierro soluble procedente de un pirofosfato férrico soluble
disminuyeron la velocidad de corrosión del aluminio totalmente
sumergido expuesto a 48,8ºC (120ºF) a soluciones de ignífugo
diluido dentro de los requisitos de la Forest Service Specification
del USDA. Los datos ilustran que los compuestos que contienen
hierro soluble son los más eficaces para controlar la corrosividad
de las soluciones diluidas. Dado que la corrosividad tanto del
concentrado como de sus soluciones diluidas es de importancia, las
mezclas de compuestos de hierro solubles en agua e insolubles en
agua proporcionan rendimiento superior.
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La Tabla 5 ilustra la eficacia del ortofosfato
férrico insoluble en agua, pirofosfato férrico y oxalato ferroso
como inhibidores de corrosión del aluminio en concentrados de
polifosfato amónico y sus soluciones diluidas. Se mezcló 1,4% de
arcilla Attapulgus con polifosfato amónico concentrado, a excepción
de las muestras 6 y 7 que contenían 0,7% y 2,8% de arcilla
Attapulgus, respectivamente. Las muestras 13, 18 y 24 contenían,
también, un óxido de hierro insoluble como colorante en solución.
Los resultados de los concentrados ignífugos y de sus soluciones
diluidas se evaluaron desde el punto de vista de la corrosividad del
aluminio según los requisitos de las Forest Service Specifications
del USDA. Los resultados de esta prueba se presentan en la Tabla 5 a
continuación.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Se presentó la eficacia de inhibición de la
corrosión del pirofosfato férrico insoluble en comparación con las
composiciones que contenían solamente este componente, filas 2 a 13,
con la fila 1. Se demostró también la eficacia en comparación 1,2%
de óxido de hierro rojo, línea 14. Estas comparaciones ilustran la
eficacia del pirofosfato férrico insoluble como inhibidor de
corrosión del aluminio para pirofosfato amónico concentrado y sus
soluciones. Se demostró que es superior al óxido de hierro rojo
cuando se compara a una concentración de hierro férrico igual. Por
consiguiente, en muchas aplicaciones sería preferible el pirofosfato
férrico insoluble ya que no es muy coloreado como los óxidos de
hierro convencionales, lo que produce una decoloración muy visible
y persistente de aquello sobre lo que se aplica. Por consiguiente,
los sistemas inhibidores que contienen estos componentes serían
adecuados para su utilización en formulaciones ignífugas de color
fugaz.
Las filas 15 a 19 ilustran la reducción ulterior
en la corrosión del aluminio, que se obtuvo combinando óxido de
hierro y polifosfato férrico en el mismo sistema de inhibición de la
corrosión. Los resultados indicaron que varias de estas
formulaciones cumplen las Forest Service Specifications del USDA
para corrosividad del aluminio tanto en las formulaciones
concentradas como en las diluidas.
Los datos contenidos en las filas 20 y 23
ilustran la eficacia del ortofosfato férrico insoluble en la
inhibición de la corrosión del aluminio expuesto a soluciones de
polifosfato amónico. Los resultados indicaban que el grupo
pirofosfato puede ser algo superior al ortofosfato para inhibir la
corrosión del aluminio.
Los datos contenidos en la fila 24 indican que
aumentando el contenido en hierro férrico del sistema inhibidor de
la corrosión utilizando mezclas de ortofosfato férrico y óxido de
hierro fue también una manera eficaz de cumplir las Forest Service
Specifications del USDA para corrosividad del aluminio.
La fila 25 de la Tabla 5 ilustra la eficacia en
la inhibición de la corrosión del aluminio de pequeñas cantidades
de hierro ferroso (Fe II) cuando se incorporan a concentrados de
polifosfato amónico y a sus soluciones diluidas.
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El Ejemplo 6 ilustra la eficacia de los azoles
como inhibidores de corrosión del latón amarillo en formulaciones
ignífugas a base de polifosfato amónico concentrado y en sus
soluciones diluidas. Cada muestra se preparó mezclando 1,4% de
arcilla Attapulgus, 1,2% de óxido de hierro y el inhibidor de
corrosión de azol indicado en polifosfato amónico concentrado puro.
Posteriormente, los concentrados se diluyeron con agua de la manera
descrita en la presente memoria. Se hicieron pruebas con las
muestras a continuación según los requisitos de la Forest Service
Specification del USDA.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Los resultados indicaban que los azoles,
incluyendo tanto los triazoles como las sales de los mismos son
inhibidores de corrosión eficaces para el latón amarillo en
concentrados y soluciones de polifosfato amónico. Estos datos y
otros incluidos en los Ejemplos anteriores ilustran las ventajas de
utilizar azoles junto con inhibidores que contienen hierro de
partícula presente invención para reducir la corrosividad tanto del
aluminio como del latón de las composiciones ignífugas dentro de
los límites deseables.
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La Tabla 7 ilustra el impacto del xantano sobre
la viscosidad y la corrosión del aluminio de los concentrados
ignífugos a base de polifosfato amónico inhibido con hierro y sus
soluciones diluidas. Además de los sistemas inhibidores de
corrosión que contienen biopolímero y hierro, la mayoría de las
formulaciones contenían una arcilla en suspensión. Las muestras se
prepararon mezclando soluciones de polifosfato amónico con varias
concentraciones de arcilla Attapulgus, tolitriazol, óxido de
hierro, biopolímero y pirofosfato férrico o citrato sódico como se
indica. Las soluciones se sometieron a mezcla con elevado
cizallamiento para activar o hidratar los diversos componentes, si
fuera necesario. La dilución se realizó mezclando cinco volúmenes de
agua con un volumen de composición ignífuga concentrada. Todas las
referencias a xantano en las Tablas 7a y 7b se refieren a una
calidad comercial de xantano, Keltrol BT®, que tiene un diámetro de
partícula medio inferior a aproximadamente 100 micras.
En cada solución concentrada y diluida se
determinó la corrosividad del aluminio según los protocolos del
Forest Service Specification y la viscosidad de cada solución
concentrada y diluida se determinó por los procedimientos de ensayo
que son bien conocidos en la técnica. Los resultados se presentan en
las Tablas 7a y 7b.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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La comparación de la corrosividad del aluminio
de la solución de pirofosfato amónico solo (columna A en la Tabla
7a) con polifosfato amónico no inhibido que contiene 1,0% (columna B
en la Tabla 7a) y 3,0% de biopolímero de xantano (columna M en la
Tabla 7b) cuando se añade solo, no tiene ningún impacto
significativo sobre la corrosividad del aluminio. Por otra parte,
la comparación de las columnas A y C en la Tabla 7a pone de
manifiesto el impacto del óxido de hierro en suspensión sobre la
corrosión del aluminio de la solución de polifosfato amónico.
Aunque el impacto del óxido de hierro en suspensión es digno de
mención, es inadecuado reducir la corrosividad del aluminio de la
composición hasta los requisitos del USDA Forest Service.
La composición de las muestras C y D pone de
manifiesto que la adición de xantano al 1,0% a las composiciones de
pirofosfato amónico que contienen arcilla, tolitriazol y óxido de
hierro reduce más la corrosividad del aluminio del ignífugo
concentrado hasta los requisitos del US Forest Service, pero las
disoluciones diluidas, aunque reducen algo, están todavía en el
límite de lo inaceptable.
Haciendo referencia a las muestras E, G e I, los
resultados indican que la adición de 3,0% de pirofofato férrico
insoluble, 3,0% de cada pirofosfato férrico insoluble o de una
mezcla de 4,3% de pirofosfato férrico insoluble y 1,7% de citrato
sódico al pirofosfato amónico basado en ignífugos reduce la
corrosividad del aluminio de los ignífugos de polifosfato amónico
concentrado. Sin embargo, los ignífugos de pirofosfato amónico
diluido contienen los mismos aditivos de hierro que no mejoraron de
manera significativa.
Haciendo referencia a las muestras F, H y J, la
adición de xantano al 1,0% a las composiciones de las muestras E, G
e I, reduce la corrosividad del aluminio de las soluciones
concentradas y diluidas resultantes hasta los requisitos del US
Forest Service en todas las condiciones y situaciones del
experimento.
Los resultados indican también que los ignífugos
de tipo polifosfato amónico concentrado, muestra A, presentan una
viscosidad de aproximadamente 65 cps, mientras que su solución
diluida presenta una viscosidad entre 5 y 10 cps. La adición de
biopolímero de xantano al 1,0% a la muestra de polifosfato amónico
11-37-0, en el concentrado, no
presenta ningún efecto significativo sobre la viscosidad.
Los resultados indican, con relación a las
muestras M a S, el impacto del aumento de la concentración de
biopolímero de xantano desde 1,0% al 3,0% en la concentración del
ignífugo líquido. Los datos demuestran que la adición de 1,0% de
biopolímero a una composición de polifosfato amónico que contiene
hierro da como resultado una reducción adicional en la corrosividad
del aluminio. Sin embargo, las concentraciones aumentadas de
polímero de xantano no parecen ser más eficaces. El biopolímero de
xantano al 1,0% es suficiente para disminuir la corrosión del
aluminio o las formulaciones que contienen 3,0% de polifosfato
férrico hasta las Forest Service Specifications. Sin embargo, el
biopolímero de xantano adicional aumenta la viscosidad de la
solución diluida hasta las Forest Service Specifications para una
solución de ignífugo de alta viscosidad pero no reduce más la
corrosión.
Haciendo referencia a la muestra M, los
resultados indican que el biopolímero de xantano al 3,0% puede tener
un impacto ligero tanto sobre la viscosidad como la corrosividad
del aluminio de las composiciones ignífugas de tipo polifosfato
amónico concentradas. El concentrado diluido presenta una viscosidad
estable comprendida en el intervalo de 1.000 cps, sin embargo, la
corrosividad del aluminio se reduce solo ligeramente.
Por consiguiente, el biopolímero está reduciendo
la corrosión del aluminio por algún otro mecanismo distinto de la
modificación de la viscosidad. Por consiguiente, el biopolímero está
aumentando la inhibición de la corrosión del sistema del componente
biopolímero/hierro mediante la utilización de otro mecanismo que la
modificación de la viscosidad.
Las muestras K y R indican además que la adición
de 1% de biopolímero a los concentrados ignífugos de tipo
polifosfato amónico no presenta no presenta ningún impacto
significativo sobre la viscosidad del producto concentrado, pero no
reduce la corrosión del aluminio a alta temperatura de la
composición concentrada al 50%. Además, los resultados indican que
la adición de 3% de biopolímero a la misma reduce la corrosión del
aluminio a temperatura elevada de la composición concentrada en
aproximadamente el 75% sin impactar de manera significativa sobre la
viscosidad del concentrado.
Haciendo referencia a las muestras L y S, los
resultados indican que los requisitos de corrosión del aluminio del
Forest Service pueden satisfacer las formulaciones que no incluyen
un agente de suspensión, tal como arcilla Attapulgus.
Haciendo referencia a las muestras H y P, la
adición de polifosfato férrico soluble a las formulaciones que
contienen biopolímeros de polifosfato férrico insoluble y xantano no
mejoran más la corrosividad del aluminio.
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La Tabla 8 ilustra el impacto de los
biopolímeros de xantano de varios diámetros de partícula medios de
peso sobre las propiedades reológicas de los concentrados ignífugos
de polifosfato amónico. Las muestras se preparan mezclando
soluciones ignífugas de tipo polifosfato amónico con 3,0% de
biopolímeros de xantano de varios diámetros de partícula medios de
peso, como se indica en la Tabla 8. La dilución se realizó mezclando
cinco volúmenes de agua con un volumen del ignífugo concentrado.
La viscosidad de cada solución diluida se
determinó por los procedimientos de ensayo de viscosidad que son
bien conocidos en la técnica. Se determinó el aumento de viscosidad
dinámica por dilución (viscosidad diluida - 10 minutos). Se
determinó la viscosidad estable durante la dilución (viscosidad
diluida - 30 días). Se determinó el aumento de viscosidad dinámica
de la solución después de un año (después de 1 año (cps)). Se
determinó la viscosidad estable de la solución después de un año
(después de 1 año (cps)). Los resultados se presentan a continuación
en la Tabla 8.
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Los resultados indican que las composiciones
ignífugas concentradas líquidas que comprenden biopolímeros que
tienen diámetros de partícula comprendidos en el intervalo entre 31
y 70 micras presentan propiedades reológicas teóricas. Sin embargo,
los concentrados ignífugos compuestos por biopolímeros que tienen
diámetros de partícula medios de peso mayores de aproximadamente
100 micras no presentan propiedades reológicas deseables.
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La Tabla 9 ilustra el tamaño de partícula y el
funcionamiento de varios biopolímeros de tipo xantano en comparación
con la goma isopropil guar normal en concentrados ignífugos. Las
muestras se preparan mezclando 3,0% de biopolímero de tipo xantano
o goma guar, como se indica a continuación en la Tabla 9, con
ignífugos de tipo polifosfato amónico concentrado. La dilución se
realizó mezclando aproximadamente cinco volúmenes de agua con un
volumen de cada composición ignífuga diluida.
La viscosidad de cada solución diluida se
determinó por los procedimientos descritos en el Ejemplo 8. Los
resultados se presentan a continuación en la Tabla 9.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Los resultados indican que los concentrados
ignífugos líquidas que comprenden biopolímeros de tipo xantano en
el intervalo entre 31 y 70 micras de diámetro presentan propiedades
reológicas teóricas. Sin embargo, los concentrados ignífugos
compuestos por biopolímeros que tienen diámetros de partícula medios
de peso mayores de aproximadamente 100 micras no presentan
propiedades reológicas deseables. Los concentrados ignífugos que
comprenden goma guar que tienen un diámetro de partícula medio de
peso mayor de aproximadamente 100 micras están comprendidos todos
en los que presentan propiedades reológicas deseables.
Específicamente, los concentrados ignífugos de tipo polifosfato
amónico que contienen goma guar presentan características reológicas
muy inestables, que hace su utilización indeseable. Por
consiguiente, en una forma de realización las composiciones de la
invención no contienen
goma guar.
goma guar.
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La Tabla 10 ilustra el tamaño de partícula y el
funcionamiento de los polímeros de tipo xantano con biopolímeros de
welan y rhamsan en ignífugos líquidos de tipo polifosfato amónico.
Se prepararon muestras mezclando aproximadamente 91,1% de solución
de polifosfato amónico, 1,2% de arcilla Attapulgus, 0,3% de
tolitriazol, 3,0% de pirofosfato férrico insoluble y 3,0% del
biopolímero indicados en las Tablas 10a y 10b. Los biopolímeros
utilizados incluían Kelzan®, Kelzan S®, Keltrol BT®, Kelcorete® y
un biopolímero rhamsan todos comercialmente disponibles en CP
Kelco, Wilmington, DE. Kelzan® es un biopolímero de xantano
convencional, sin recubrimiento, en tanto que Kelzan S® es un
biopolímero de xantano convencional con un recubrimiento superficial
aplicado. Keltrol BT® es un biopolímero de xantano que tiene un
diámetro de partícula inferior a aproximadamente 100 micras.
Kelcocrete es un biopolímero de tipo welan.
Se midió la viscosidad de cada concentrado por
los procedimientos descritos en el Ejemplo 8. A continuación, se
diluyó cada muestra con agua a una relación de mezcla de 5 volúmenes
de agua por volumen de concentrado. Se midió la viscosidad a los 10
minutos y a las 18 horas de la muestra diluida y las muestras se
almacenaron en un laboratorio a una temperatura comprendida entre
aproximadamente 70º y 74ºF (21,1 y 23,3ºC) durante periodos de
tiempo variables, se volvió a diluir y se midió la viscosidad. Se
midió la viscosidad de cada muestra a los 10 minutos, 1 hora, 24
horas, 7 días, 15 días, 21 días y 28 días después de la preparación
del ignífugo concentrado. Los resultados se muestran en las Tablas
10a y 10b a continuación.
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Los resultados indican que los biopolímeros de
tipo welan y rhamsan espesan más lentamente que los biopolímeros de
tipo xantano pero son eficaces para aumentar la viscosidad de las
soluciones ignífugas de tipo polifosfato amónico. Los biopolímeros
de tipo xantano que tienen un diámetro de partícula inferior a
aproximadamente 100 micras, sin embargo, aumentan rápidamente la
viscosidad de los ignífugos de tipo polifosfato amónico durante la
dilución. Los biopolímeros convencionales, p. ej. los biopolímeros
de tipo xantano que tienen diámetros de partícula superiores a
aproximadamente 100 micras, no pueden desarrollar la viscosidad de
los ignífugos de manera puntual. Por consiguiente, los biopolímeros
convencionales tanto recubiertos como sin recubrir son inadecuados
para su utilización en el espesamiento de ignífugos de tipo
polifosfato amónico. Además, los datos a largo plazo, es decir la
viscosidad medida 7, 15, 21 y 28 días después de la dilución,
indican que no existe un cambio específico en el funcionamiento de
los diversos biopolímeros durante el almacenamiento en los ignífugos
a base de polifosfato amónico.
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Los niveles de utilización óptimos de las
mezclas de biopolímero y de pirofosfato férrico insoluble y
pirofosfato férrico insoluble se utilizaron para reducir el nivel
de corrosión del aluminio de los ignífugos de tipo pirofosfato
amónico líquido y sus soluciones diluidas. Se prepararon
formulaciones mezclando ignífugos de tipo polifosfato amónico
calidad fertilizante con arcilla de Attapulgus, tolitriazol, y en
algunos casos, óxido de hierro. Se añadieron como se indica
biopolímeros con diámetros de partícula medios inferiores a 100
micras y pirofosfato férrico insoluble. Cada formulación se preparó
mezclando los componentes anhidros por separado con el polifosfato
amónico, mientras que se mezcla con cizallamiento elevado a
aproximadamente 1.000 rpm durante aproximadamente 2 horas. Se
utilizó cizallamiento elevado para hidratar la arcilla y dispersar
los componentes insolubles. Se prepararon soluciones diluidas
mezclando 1 parte de concentrado con 5 partes de agua potable. Las
formulaciones del concentrado y sus soluciones diluidas se
analizaron según las cuatro de las condiciones de ensayo
recomendadas por las US Forest Service Specifications, descritas en
la presente memoria. En las Tablas 11a, 11b y 11c a continuación se
muestran los resultados.
Los resultados indican que la incorporación de
algún óxido de hierro en las composiciones retardantes de la llama
de la invención, o del aumento de concentraciones de otros
inhibidores que contienen hierro serán necesarias para satisfacer
los requisitos del US Forest Service. Los concentrados ignífugos que
incluyen 1,2% de óxido de hierro, 3% de pirofosfato férrico y 1% de
biopolímero, y sus disoluciones diluidas, satisfacen los requisitos
de la US Forest Service Specification. La viscosidad de los
concentrados ignífugos que contienen 1% de biopolímero aumentó de
forma gradual desde aproximadamente 150 a 200 cps inmediatamente
después de la preparación entre 1.000 y 2.000 cps. Después de tres
meses de almacenamiento a 90ºF, y durante la dilución, la viscosidad
de la solución estaba comprendida en el intervalo entre 100 y 200
cps.
En la vista de lo expuesto anteriormente, se
aprecia que se consiguen diversos objetivos y características de la
invención y se obtienen otras ventajas y resultados. Pueden
introducirse variaciones y modificaciones en las diversas etapas y
composiciones de la invención sin apartarse del alcance de la
invención.
Claims (17)
1. Composición ignífuga que comprende:
por lo menos un ignífugo compuesto por lo menos
por un polifosfato amónico y por lo menos un biopolímero con un
diámetro de partícula medio de peso inferior a aproximadamente 100
micras.
2. Composición según la reivindicación 1, que
comprende además por lo menos un aditivo seleccionado de entre el
grupo de aditivos constituido por agentes de suspensión, agentes
colorantes, tensioactivos, estabilizantes, inhibidores de corrosión,
pigmentos especificantes y cualquier combinación de los mismos.
3. Composición según la reivindicación 2, en la
que dicho agente colorante es por lo menos un agente colorante
seleccionado de entre el grupo de agentes colorantes constituido por
agentes colorantes fugaces, agentes colorantes no fugaces y
pigmentos especificantes.
4. Composición según la reivindicación 2, en la
que dicho agente de suspensión es por lo menos un agente de
suspensión seleccionado de entre un grupo constituido por
Attapulgus, sepiolita, tierra de Fuller, montmorillonita y arcillas
caolín.
5. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, que comprende además agua adicional.
6. Composición según la reivindicación 5, en la
que dicha composición se selecciona de entre el grupo de
composiciones constituido por composiciones que están comprendidas
en el intervalo de:
0,00224% a 1,12% de dicho biopolímero;
por lo menos 0,112% de dicho biopolímero;
aproximadamente 0,112% de dicho biopolímero;
aproximadamente 0,224% de dicho biopolímero,
y;
aproximadamente 0,672% de dicho biopolímero.
7. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en la que dicha composición se selecciona de
entre el grupo de composiciones constituido por composiciones que
están comprendidas en el intervalo de:
0,1% a 5,0% de dicho biopolímero;
por lo menos 0,5% de dicho biopolímero;
aproximadamente 1,0% de dicho biopolímero;
aproximadamente 3% de dicho biopolímero, y;
aproximadamente 0,5% de dicho biopolímero.
8. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que dicho biopolímero es por lo
menos un biopolímero seleccionado de entre un grupo de biopolímeros
constituido por los biopolímeros rhansam, xantano y welan.
9. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores que no comprende goma hidroxipropil
guar.
10. Procedimiento para la preparación de una
composición ignífuga, adaptada para la aplicación desde el aire a
fuegos en tierras silvestres, comprendiendo el procedimiento las
etapas siguientes:
(a) formar una composición de concentrado
intermedio que comprende:
- (i)
- un ignífugo compuesto de por lo menos un polifosfato amónico; y
- (ii)
- por lo menos un biopolímero con un diámetro de partícula medio de peso inferior a aproximadamente 100 micras; y
(b) diluir dicho concentrado intermedio con agua
para formar dicha composición ignífuga.
\newpage
11. Procedimiento para la extinción de fuegos en
tierras silvestres que comprende la aplicación desde el aire a una
vegetación de tierras silvestres de una composición para la
extinción del fuego que comprende:
agua; y
una composición ignífuga que comprende:
- por lo menos un polifosfato amónico; y
- por lo menos un biopolímero con un diámetro de partícula medio de peso inferior a aproximadamente 100 micras.
12. Procedimiento según la reivindicación 10 u
11, en el que dicha composición de concentrado intermedia de la
composición ignífuga comprende además por lo menos un aditivo
seleccionado de entre un grupo de aditivos constituido por agentes
colorantes, agentes de suspensión, tensioactivos, estabilizantes,
inhibidores de corrosión y cualquier combinación de los mismos.
13. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 12, en el que dicha composición de concentrado
intermedio o composición ignífuga comprende además un agente
colorante seleccionado de entre un grupo constituido por agentes
colorantes fugaces, agentes colorantes no fugaces, pigmentos
especificantes y cualquier combinación de los mismos.
14. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 13, en el que dicha composición de concentrado
intermedio o composición ignífuga comprende además un agente de
suspensión seleccionado de entre un grupo constituido por
Attapulgus, sepiolita, tierra de Fuller, montmorillonita y arcillas
caolín.
15. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 10 ó 12 a 14, en el que dicha composición de
concentrado intermedio se selecciona de entre el grupo de
composiciones constituido por las composiciones comprendidas en el
intervalo de 0,01% a 5,0% de dicho biopolímero, por lo menos
aproximadamente 0,5% de dicho biopolímero, aproximadamente 3,0% de
dicho biopolímero, aproximadamente 1,0% de dicho biopolímero; y
aproximadamente 0,5% de dicho biopolímero.
16. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 15, en el que dicho biopolímero es por lo
menos uno seleccionado de entre un grupo constituido por los
biopolímeros xantano, welan y rhamsan.
17. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 16, en el que dicha composición ignífuga o
composición supresora de fuego se selecciona de entre el grupo de
composiciones constituido por composiciones comprendidas en el
intervalo de 0,0224% a 1,12% de dicho biopolímero, aproximadamente
0,112% de dicho biopolímero, por lo menos aproximadamente 0,112% de
dicho biopolímero; aproximadamente 0,672% de dicho biopolímero, por
lo menos aproximadamente 0,672% de dicho biopolímero,
aproximadamente 0,224% de dicho biopolímero y por lo menos
aproximadamente 0,224% de dicho biopolímero, tras dicha etapa de
dilución.
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