ES2907062T3

ES2907062T3 - Composición de protección contra el fuego y su uso

Info

Publication number: ES2907062T3
Application number: ES19164495T
Authority: ES
Inventors: Christoph Meier; Phillip Jochmann
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2022-04-21
Anticipated expiration: 2039-03-22
Also published as: EP3712219B1; EP3712219A1

Abstract

Una composición de protección contra el fuego que comprende una resina de epóxido, un agente de curado para la resina de epóxido, un catalizador de deshidratación y hasta un 0,2 % en peso, basado en el peso de la resina de epóxido y el agente de curado, de un organopolisiloxano.

Description

DESCRIPCIÓN

Composición de protección contra el fuego y su uso

La presente invención se refiere a una composición de protección contra el fuego, en particular una composición de protección contra el fuego con propiedades intumescentes, que contiene un aglutinante a base de epóxido, y su uso para la protección contra el fuego, en particular para recubrimientos de componentes tales como soportes, vigas o tirantes, para aumentar el período de resistencia al fuego.

Las composiciones de protección contra el fuego, también denominadas composiciones que forman capa de contención o intumescentes, se aplican habitualmente sobre la superficie de los componentes para formar recubrimientos, con el fin de protegerlos del fuego o de los efectos de un gran calor, por ejemplo como consecuencia de un incendio. Las construcciones de acero son ahora una parte integral de la arquitectura moderna, incluso si tienen una desventaja decisiva en comparación con la construcción de hormigón armado. Por encima de aproximadamente 500 °C, la capacidad final de carga del acero cae en un 50 %, es decir, el acero pierde su estabilidad y capacidad de carga. Dependiendo de la carga de fuego, por ejemplo en el caso de fuego directo (aprox.

1000 °C), esta temperatura puede alcanzarse ya después de aproximadamente 5-10 minutos, lo que a menudo conduce a una pérdida de capacidad de carga de la construcción. El objetivo de la protección contra el fuego, especialmente la protección del acero contra el fuego, es ahora prolongar el tiempo hasta la pérdida de la capacidad de carga de una estructura de acero en caso de incendio, durante el mayor tiempo posible, para salvar vidas y bienes valiosos.

En las normas de construcción de muchos países, se requieren tiempos de resistencia al fuego correspondientes para ciertas estructuras de acero. Se definen por las llamadas clases F como F 30, F 60, F 90 (clases de resistencia al fuego de acuerdo con DIN 4102-2) o clases americanas de acuerdo con ASTM, etc. De acuerdo con DIN 4102-2, por ejemplo, F 30 significa que, en caso de fuego, una estructura de acero portante debe resistir el fuego durante al menos 30 minutos en condiciones estándar. Esto generalmente se logra ralentizando la velocidad de calentamiento del acero, por ejemplo, recubriendo la estructura de acero con recubrimientos que forman capa de contención. Son pinturas cuyos componentes se espuman en caso de incendio, para formar una espuma sólida microporosa de carbono. Se forma una capa gruesa y de poros finos de espuma, la llamada corteza de ceniza, que, dependiendo de su composición, es altamente aislante del calor y, por lo tanto, retrasa el calentamiento del componente, de modo que se alcanza la temperatura crítica de aproximadamente 500 °C, a la mayor brevedad después de 30, 60, 90, 120 minutos o hasta 240 minutos. El grosor de la capa aplicada del recubrimiento o de la corteza de ceniza resultante es siempre esencial para la resistencia alcanzable al fuego. Los perfiles cerrados, como los tubos, requieren, con una masa comparable, aproximadamente el doble de cantidad comparada con los perfiles abiertos, como las vigas con perfil en doble T. Para que se cumplan los tiempos de resistencia al fuego requeridos, los recubrimientos deben tener un cierto espesor y poder formar una corteza de ceniza tan voluminosa y por lo tanto bien aislante como sea posible cuando se exponen al calor, que permanece mecánicamente estable durante el período de exposición al fuego.

Existen diferentes sistemas para este fin, en particular las composiciones intumescentes para recubrimientos ignífugos a base de epóxido o a base de polímeros modificados con silano, que están actualmente disponibles en el mercado. Las composiciones a base de epóxido son conocidas, por ejemplo, del documento WO 2017/050762 A1, el documento WO 2016/170122 A1, el documento WO 2015/007628 A1, el documento WO 2014/095502 A1, el documento WO 2010/054984 A1, el documento O 2008/035976 A1 y el documento WO 1998/12270 A1. Las composiciones a base de polímeros MS son, por ejemplo, conocidas del documento WO 2010/131037 A1 y el documento WO 2012/065716 A1.

La composición divulgada en el documento WO 2014/095502 A1 a base de epóxido-tiol, tiene una tasa de expansión relativamente alta, como resultado de lo cual se pueden aplicar recubrimientos con los espesores de capa requeridos para el período de resistencia al fuego respectivo, de una manera simple y rápida, pudiéndose reducir el espesor de la capa a un mínimo y, sin embargo, lograr un gran efecto aislante. Una desventaja de estas composiciones es que para conseguir el respectivo periodo de resistencia al fuego, se requiere una alta proporción de sólidos, ya que normalmente se necesita más del 50 % en peso de aditivos de intumescencia en la composición. Sin embargo, este alto contenido de sólidos hace que aumente la rugosidad de la superficie del recubrimiento curado resultante a medida que aumenta el contenido de sólidos, particularmente cuando la composición se aplica a mano o por atomización. En consecuencia, disminuye el brillo del recubrimiento curado. La combinación de rugosidad y brillo de la superficie también se denomina colectivamente a continuación como propiedad de la superficie. Una baja rugosidad superficial y un alto brillo corresponden así a una muy buena propiedad de superficie. WO2013/150121, EP0333514, WO2018/095361 y T MARIAPPAN: "Recent developments of intumescent fire protection coatings for structural steel: A review", JOURNAL OF FIRE SCIENCES, vol. 34, No. 2, (2016-01-27), páginas 120-163 divulgan composiciones de protección contra el fuego intumescentes que contienen organopolisiloxano y resina de epóxido.

Sin embargo, los requisitos de buenas propiedades de superficie de los recubrimientos funcionales, como los recubrimientos intumescentes, se desean hoy en día en muchas áreas de aplicación, especialmente en instalaciones de acceso público como estadios deportivos, rascacielos, aeropuertos, estaciones de tren, edificios administrativos y similares.

Existe la necesidad de una composición que, a pesar de un alto contenido de sólidos de más del 50 % en peso, referido al peso total de la composición, tenga buena procesabilidad y, después del curado, una muy buena propiedad de superficie y, por lo tanto, pueda usarse en particular en áreas de construcción de edificios en las que los componentes recubiertos son claramente visibles.

Por lo tanto, la invención tiene como objetivo proporcionar una composición con un alto contenido en sólidos de al menos un 50 % en peso, para recubrimientos intumescentes a base de epóxido que tenga una buena procesabilidad, en particular cuando la composición se aplica por atomización.

Por lo tanto, la invención tiene como objetivo adicional proporcionar una composición con un alto contenido de sólidos de al menos un 50 % en peso para recubrimientos intumescentes a base de epóxido, que cura hasta obtener un recubrimiento con muy buena propiedad de superficie, es decir, muy poca rugosidad de la superficie y muy alta brillo.

Este objeto se consigue mediante una composición de acuerdo con la reivindicación 1 y el uso de acuerdo con las reivindicaciones 8 y 9. Las formas de realización preferidas se encuentran en las reivindicaciones dependientes. Por lo tanto, el objeto de la invención es una composición de protección contra el fuego para recubrimientos intumescentes, en donde la composición de protección contra el fuego contiene una resina de epóxido, un agente de curado para la resina de epóxido, un catalizador de deshidratación y hasta un 0,2 % en peso, respecto al peso de la resina de epóxido y el agente de curado, de un aditivo de nivelación a base de un organopolisiloxano.

Los aditivos de nivelación pueden tener un efecto positivo en la calidad de la superficie de los recubrimientos curados. Sin embargo, los inventores han descubierto que los aditivos de nivelación pueden tener un efecto negativo sobre las propiedades de protección contra el fuego de las composiciones curadas, de modo que aunque mediante el uso de aditivos de nivelación se puede lograr una buena propiedad de superficie del recubrimiento, las propiedades aislantes del recubrimiento en caso de fuego se ven afectadas negativamente.

Sorprendentemente, se ha demostrado que cuando se usan determinados aditivos de nivelación, es decir polisiloxanos modificados de modo orgánico, también denominados organopolisiloxanos, se puede lograr tanto una buena propiedad de superficie del recubrimiento curado, como también buenas propiedades de protección contra el fuego en caso de fuego.

Mediante el uso de acuerdo con la invención de los organopolisiloxanos pueden proporcionarse composiciones que, debido a su baja viscosidad, son fáciles de procesar, es decir, mediante los más diversos métodos se aplican fácilmente a los componentes pero son estables, y debido al recubrimiento intumescente pueden ser obtenidos después de su curado, con una baja rugosidad de la superficie y por lo tanto alto brillo.

Para una mejor comprensión de la invención, se cree que son útiles las siguientes explicaciones de la terminología utilizada en el presente documento. En términos de la invención:

- "esqueleto" de la resina de epóxido o del compuesto con grupo funcional tiol, es la respectiva otra parte de la molécula a la que se puede unir el grupo funcional epóxido o tiol

- "intumescencia química" significa la formación de una capa voluminosa de ceniza aislante a través de compuestos compaginados que reaccionan entre sí cuando se exponen al calor;

- "intumescencia física" significa la formación de una capa voluminosa aislante mediante la expansión de un compuesto que, sin que haya tenido lugar una reacción química entre dos compuestos, libera gases cuando se expone al calor, como resultado de lo cual el volumen del compuesto aumenta en un múltiplo del volumen original; - "que forma capa de contención" significa que en caso de incendio se forma una espuma sólida de carbón microporoso, de modo que la capa de espuma formada, de poros finos y gruesa, denominada corteza de ceniza, aísla un sustrato contra el calor, de acuerdo con su composición;

- una "fuente de carbono" es un compuesto orgánico que por una combustión incompleta deja atrás un esqueleto de carbono y no se quema completamente para formar dióxido de carbono y agua (carbonificación); estos compuestos también se denominan "formadores de esqueleto de carbono";

- un "catalizador de deshidratación" es un compuesto que forma un ácido no volátil bajo la influencia del calor, es decir, por encima de unos 150°C, por ejemplo, por descomposición, y actúa así como catalizador de la carbonificación; también puede contribuir a reducir la viscosidad de la masa fundida del aglutinante; el término se usa como sinónimo de "catalizador de deshidratación";

- un "agente propelente" es un compuesto que se descompone a temperatura elevada con el desarrollo de gases inertes, es decir, no inflamables y que expande el esqueleto de carbono formado por la carbonificación y, dado el caso el aglutinante ablandado, para formar una espuma (intumescencia); este término es usado como sinónimo de "formador de gases";

- un "estabilizador de corteza de ceniza" es un llamado compuesto formador de esqueleto que estabiliza el esqueleto de carbono (corteza de ceniza) formado a partir de la interacción de la formación de carbono a partir de la fuente de carbono y el gas del agente propelente, o la intumescencia física. El modo básico de acción es que las capas de carbono que se producen, que son muy blandas en sí mismas, se fortalecen mecánicamente mediante compuestos inorgánicos. La adición de un estabilizador de corteza de ceniza de este tipo contribuye a una estabilización esencial de la corteza intumescente en caso de fuego, ya que estos aditivos aumentan la resistencia mecánica de la capa intumescente y/o impiden su goteo, por lo que se mantiene o mejora el efecto aislante de la espuma.

- un "oligómero" es una molécula que tiene de 2 a 5 unidades que se repiten y un "polímero" es una molécula que tiene 6 o más que se repiten y pueden tener estructuras lineales, ramificadas, en estrella, enrolladas, hiperramificadas o entrecruzadas; los polímeros pueden tener un solo tipo de unidad que se repite ("homopolímeros") o pueden tener más de un tipo de unidad que se repite ("copolímeros"). Como se usa en el presente documento, "resina" es sinónimo de polímero.

- "masa equivalente de epóxido" es la cantidad de resina epóxido en [g] que tiene un equivalente [eq] de funciones epóxido y se calcula a partir de la masa molar M en [g/mol] dividida por la funcionalidad f en [equivalentes/mol]; (AEE [g/eq]).

De acuerdo con la invención, se utiliza un organopolisiloxano como aditivo de nivelación. Los ejemplos de los organopolisiloxanos incluyen, pero no se limitan a, polimetilsiloxanos modificados de cadena lateral, polimetilsiloxanos modificados mono- o di-terminales y polimetilsiloxanos tanto modificados de cadena lateral como modificados en el terminal, así como copolímeros de siloxano. Los polisiloxanos modificados con alquilo y poliéter son especialmente adecuados como organopolisiloxanos. Estos pueden usarse solos o en combinación de dos o más de ellos.

En una forma de realización, el organopolisiloxano es un polisiloxano modificado con alquilo, particularmente un polialquilsiloxano.

Polialquilsiloxanos adecuados son polidialquilsiloxanos, en particular polialquilmetilsiloxanos de la siguiente fórmula (I)

donde A es un radical alquilo lineal o ramificado que puede estar opcionalmente sustituido y puede tener un valor de 3 hasta 30.000.

El radical alquilo es preferentemente un radical alquilo de la siguiente fórmula (1)

en donde m es un número entre 1 y 100; R es hidrógeno o un radical alquilo lineal o ramificado de fórmula (2).

(2 ),

donde n es un número entre 1 y 20 y R' es un radical C1-C6 lineal o ramificado.

El representante más simple del polidialquilsiloxano es un polidimetilsiloxano de la siguiente fórmula (II)

donde b puede tener un valor desde 3 hasta 30.000.

En otra forma de realización, el organopolisiloxano es un copolímero, en particular un polímero de bloque, que comprende un bloque de polidimetilsiloxano y un bloque de polidialquilsiloxano diferente, en el que los grupos alquilo pueden ser iguales o diferentes.

Polímeros de bloque adecuados son organopolialquilsiloxanos de la siguiente fórmula (III)

donde A tiene el mismo significado del radical A en la fórmula (I) anterior. c y d indican cada uno un grado medio de polimerización, en donde c y d juntos (c d) dan un número entre 3 y 30.000.

En otra forma de realización, el organopolisiloxano es un polisiloxano modificado con poliéter.

Polialquilsiloxanos modificados con poliéter adecuados son polimetilsiloxanos modificados con poliéter de la siguiente fórmula (IV)

en la que B representa R ^ ^ ^ O M C s ^ O V R 2 en la que

R1 es un enlace sencillo o un grupo alquileno,

R2 es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo e, x e y indican cada uno un grado medio de polimerización, incluido el caso en el que x o y es 0 y e es un número entre 3 y 30.000.

En una forma de realización, B se selecciona de los siguientes grupos, por ejemplo

en donde

n3 es un número entre 1 y 100,

n5 es un número entre 1 y 100,

n4 y n7 cada uno es un número entre 1 y 10;

R es hidrógeno o un radical alquilo lineal o ramificado de la fórmula 2

en donde

n6 es un número entre 1 y 20 y

Y es un grupo alquilo C1-C6 lineal o ramificado.

Los polisiloxanos modificados con poliéter adecuados también incluyen copolímeros con una o más unidad(es) de óxido de polialquileno en las cadenas laterales, en particular polímeros de bloque que incluyen un bloque de polidimetilsiloxano y uno o más bloques de polialquilpolietersiloxano diferentes, en los que los grupos alquilo pueden ser iguales o diferentes. Un polisiloxano modificado con poliéter que se puede usar tiene la siguiente fórmula (V) donde B tiene el mismo significado que el radical B en la fórmula (VI) anterior. f y g indican cada uno un grado medio de polimerización, donde f y g juntos (f g) dan como resultado un número entre 3 y 30.000.

También se pueden usar polímeros en bloque de la siguiente fórmula (VI):

donde h, i y j indican cada uno un grado medio de polimerización, dando h, i y j juntos (h i j) un número entre 3 y 30.000; y EO es óxido de etileno y PO es óxido de propileno.

En otra forma de realización, el organopolisiloxano modificado con alquilo o poliéter tiene la siguiente fórmula (VII)

donde

ni es un número entre 3 y 30.000;

X se selecciona cada uno independientemente de los siguientes grupos:

donde

n2, n3 y n5 son cada uno independientemente un número entre 1 y 100,

cada n4 y n7 es un número entre 1 y 10;

R es hidrógeno o un radical alquilo lineal o ramificado de la fórmula 2

en donde

n6 es un número entre 1 y 20 y

Y es un grupo alquilo C1-C6 lineal o ramificado.

Las resinas de epóxido habituales en la química de epóxidos son adecuadas como resinas de epóxido. Estas se obtienen de manera y forma conocida, por ejemplo a partir de la oxidación de las olefinas correspondientes o a partir de la reacción de epiclorhidrina con los polioles, polifenoles o aminas correspondientes. Como resinas de epóxido ejemplares adecuadas se mencionan productos de reacción de compuestos polihidroxilados, en particular fenoles polivalentes o condensados de fenol-aldehído, con epihalohidrinas o sus precursores, en particular:

a) productos de reacción de epiclorhidrina con bisfenol A;

b) Productos de reacción de epiclorhidrina con bisfenol S

c) novolacas de epóxido a base de fenólicos o cresol;

d) resinas aromáticas de glicidilamina;

e) resinas de epóxido sin unidades estructurales aromáticas;

y mezclas de dos o más de tales resinas de epóxido en cualquier relación y en cualquier grado de pureza.

Como resinas de epóxido particularmente adecuadas se denominan las resinas líquidas de poliepóxido, en lo sucesivo denominadas como “resina líquida”. Estas tienen una temperatura de transición vitrea que suele ser inferior a 25 °C, en contraste con las denominadas resinas sólidas, que tienen una temperatura de transición vítrea superior a 25 °C y se pueden triturar para formar polvos que se pueden verter a 25 °C. Los compuestos adecuados son los productos de glicidilación de:

- derivados de dihidroxibenceno tales como resorcinol, hidroquinona y catecol;

- otros bisfenoles o polifenoles tales como bis-(4-hidroxi-3-metilfenil)-metano, 2,2-bis-(4-hidroxi-3-metilfenil)-propano (bisfenol-C), bis-(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-metano, 2,2-bis-(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-propano, 2,2-bis-(3,5-dibromo-4-hidroxifenil)-propano, 2,2-bis-(4-hidroxi-3-tert.-butilfenil)-propano, 2,2-bis-(4-hidroxifenil)-butano (bisfenol-B), 3,3-bis-(4-hidroxifenil)-pentano, 3,4-bis-(4-hidroxifenil)-hexano, 4,4-bis-(4-hidroxifenil)-heptano, 2,4-bis-(4-hidroxifenil)-2-metilbutano, 2,4-bis-(3,5-dimetil-4-hidroxifenil)-2-metilbutano, 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-ciclohexano (bisfenol-Z), 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-3,3,5-trimetilciclohexano (bisfenol-TMC), 1,1-bis-(4-hidroxifenil)-1-fenil-etano, 1,4-bis[2-(4-hidroxifenil)-2-propil]-benceno) (bisfenol-P), 1,3-bis-[2-(4-hidroxifenil)-2-propil]-benceno) (bisfenol-M), 4,4'-dihidroxidifenil (DOD), 4,4'-dihidroxibenzofenona, bis-(2-hidroxinaft-1-il)-metano, bis-(4-hidroxinaft-1-il)-metano 1,5-dihidroxinaftaleno, tris-(4-hidroxifenil)-metano, 1,1,2,2-tetrakis-(4-hidroxifenil)-etano bis-(4-hidroxifenil)-éter, bis-(4-hidroxifenil)sulfona;

- productos de condensación de fenoles con formaldehído obtenidos en condiciones ácidas, tales como novolacas de fenol o novolacas de cresol, también llamadas novolacas de bisfenol F;

- anilina, toluidina, 4-aminofenol, 4,4'-metilendifenildiamin (MDA), 4,4'-metilendifenildi-(N-metil)-amina, 4,4'-[1,4-fenilen-bis-(1-metil-etiliden)]-bisanilina (bisanilina-P), 4,4'-[1,3-fenilen-bis-(1-metil-etiliden)]-bisanilina (bisanilina-M);

- y mezclas de dos o más de tales resinas de epóxido en cualquier relación y en cualquier grado de pureza.

Se prefieren adicionalmente en el sentido de la invención los productos de reacción de epiclorhidrina con bisfenol A con una masa equivalente de epóxido (EEW) □ 550 g/eq; productos de reacción de epiclorhidrina con bisfenol F, el representante más simple de las novolacas, con un EEW < 500 g/eq; cualquier mezcla de estos dos productos de reacción, productos de reacción de cualquier mezcla de bisfenol A y bisfenol F con epiclorhidrina, resinas de epóxido tales como resinas de epóxido a base de hidantoína o diglicidil éteres de bisfenol A o bisfenol F hidrogenados; y mezclas de dos o más de tales resinas de epóxido en cualquier relación y en cualquier grado de pureza.

Se prefieren especialmente los productos de reacción de epiclorhidrina con bisfenol A con un EEW < 330 g/eq; productos de reacción de epiclorhidrina con bisfenol F, el representante más simple de las novolacas, con un EEW < 300 g/eq, cualquier mezcla de estos dos productos de reacción, productos de reacción de cualquier mezcla de bisfenol A y bisfenol F con epiclorhidrina con un EEW < 330 g/eq, 5,5-dimetil-1,3-bis(2,3-epoxipropil)-2,4-imidazolidindiona; 2,2-bis[4-(2,3-epoxipropoxi)ciclohexil]propano; y mezclas de dos o más de tales resinas de epóxido en cualquier relación y en cualquier grado de pureza.

Se da una preferencia muy particular a los productos de reacción de epiclorhidrina con bisfenol A con un EEW □ 200 g/eq, como por ejemplo Epilox, ® A 17-01, Epilox® A 18-00, Epilox® A 19-00, Epilox® A 19-02, Epilox® A 19-03 o Epilox® A 19-04 de Leuna-Harze GmbH, representados por la siguiente fórmula, en la que 0DnD0,2;

Productos de reacción de epiclorhidrina con bisfenol F, el representante más simple de las novolacas, con un EEW < 185 g/eq, como por ejemplo Epilox® F 16-01 o Epilox® F 17-00 de Leuna-Harze GmbH, representados por la siguiente fórmula, en la que 0DnD0,2;

y mezclas de dos o más de tales resinas de epóxido en cualquier relación y en cualquier grado de pureza, como Epilox® AF 18-30, Epilox® 18-50 o Epilox® T 19-27 de Leuna-Harze GmbH, así como productos de reacción de cualquier mezcla de bisfenol A y bisfenol F con epiclorhidrina con un EEW < 200 g/eq.

Como resina de epóxido es adecuado también un poliepóxido alifático o cicloalifático, como:

- un éter glicidílico de un diol C2- a C30 de cadena cíclica o abierta, saturada o insaturada, ramificada o no ramificada como por ejemplo etilenglicol, propilenglicol, butilenglicol, hexanodiol, octanodiol, un polipropilenglicol, dimetilolciclohexano, neopentilglicol o dibromoneopentilglicol;

- un éter glicidílico de un poliol tri- o tetrafuncional, saturado o insaturado, ramificado o no ramificado, cíclico o de cadena abierta, tal como aceite de ricino, trimetilolpropano, trimetiloletano, pentaeritritol, sorbitol o glicerina, así como glicerina alcoxilado o trimetilolpropano alcoxilado;

- una resina líquida de bisfenol-A, -F o -A/F hidrogenado, o los productos de glicidilación del bisfenol-A, -F o -A/F hidrogenado;

- un derivado N-glicidilo de amidas o bases nitrogenadas heterocíclicas tales como cianurato de triglicidilo e isocianurato de triglicidilo, y productos de reacción de epiclorhidrina e hidantoína.

Como resina de epóxido posible es también una resina sólida de bisfenol A, F o A/F que tiene una estructura similar a las resinas líquidas ya mencionadas de las dos fórmulas anteriores, pero tiene un valor de 2 a 12 en lugar del índice n y tiene una temperatura de transición vítrea por encima de 25 °C.

Finalmente, las resinas de epóxido de la oxidación de olefinas, por ejemplo de la oxidación de vinilciclohexeno, diciclopentadieno, ciclohexadieno, ciclododecadieno, ciclododecatrieno, isopreno, 1,5-hexadieno, butadieno, polibutadieno o divinilbenceno, también son adecuadas como resinas de epóxido.

Dependiendo de la funcionalidad de la resina de epóxido, se puede ajustar el grado de entrecruzamiento del aglutinante y, por lo tanto, por un lado la resistencia del recubrimiento resultante, así como sus propiedades elásticas. Al mismo tiempo, esto tiene una influencia directa en la expansión alcanzable de la corteza de ceniza resultante en caso de fuego.

Añadiendo al menos un diluyente reactivo, la viscosidad de la composición se puede adaptar o ajustar de modo correspondiente a las propiedades de aplicación.

En una forma de realización de la invención, la composición contiene, por tanto, otros compuestos que contienen grupos epóxido como diluyentes reactivos, si es necesario. Estos compuestos contienen uno o más grupos epóxido. En principio, se puede utilizar cualquier compuesto de baja viscosidad que porte al menos un grupo epóxido por molécula. Se pueden combinar dos o más diluyentes reactivos diferentes. Ejemplos adecuados son alil glicidil éter, butil glicidil éter (BGE), 2-etilhexil glicidil éter, alquil glicidil éteres (C12-C14), tridecil glicidil éter, fenil glicidil éter (PGE), O-cresol glicidil éter (CGE), p-ferf-butil glicidil éter, resorcinol diglicidil éter (RDGE), 1,4-butanodiol diglicidil éter (BDGE), 1,6-hexanodiol diglicidil éter (HDGE), ciclohexano dimetanol diglicidil éter, neopentil glicol diglicidil éter, trimetilolpropano triglicidil éter, glicerol triglicidil éter, polipropilenglicol diglicidil éter y aceites vegetales epoxidados como por ejemplo aceite de linaza epoxidado y aceite de ricino epoxidado.

En una forma de realización de la invención, la composición intumescente incluye un agente de curado para la resina de epóxido.

Puede usarse adecuadamente como agente de curado cualquier compuesto, preferentemente un compuesto con funcionalidad amina o tiol, que pueda reaccionar con los compuestos de epóxido.

Cualquier compuesto que tenga al menos dos grupos tiol puede usarse adecuadamente como compuesto funcionalizado con tiol. Cada grupo tiol se une a un esqueleto ya sea directamente o a través de un enlazador. El compuesto funcionalizado con tiol de la presente invención puede tener cualquiera de una amplia variedad de esqueletos, que pueden ser iguales o diferentes.

De acuerdo con la invención, el esqueleto es un monómero, un oligómero o un polímero.

En algunas formas de realización de la presente invención, los esqueletos comprenden monómeros, oligómeros o polímeros que tienen un peso molecular (Mw) de 50.000 g/mol o menos, preferentemente 25.000 g/mol o menos, más preferentemente 10.000 g/mol o menos, incluso más preferentemente 5.000 g/mol o menos, incluso más preferentemente 2.000 g/mol o menos, y lo más preferentemente 1.000 g/mol o menos.

Como monómeros adecuados para el esqueleto, se pueden ejemplificar alcanodioles, alquilenglicoles, azúcares, derivados polivalentes de los mismos o mezclas de los mismos, y aminas tales como etilendiamina y hexametilendiamina, y tioles. Como oligómeros o polímeros adecuados como esqueletos, se pueden ejemplificar los siguientes: óxido de polialquileno, poliuretano, polietilenvinilacetato, alcohol polivinílico, polidieno, polidieno hidrogenado, alquídico, poliéster alquídico, polímero (met)acrílico, poliolefina, poliéster, poliolefina halogenada, poliéster halogenado, polimercaptano y copolímeros o mezclas de los mismos.

En formas de realización preferidas de la invención, el esqueleto es un alcohol polivalente o una amina polivalente, que puedes ser monoméricos, oligoméricos o poliméricos. Más preferentemente, el esqueleto es un alcohol polivalente.

Los siguientes pueden mencionarse como ejemplos de alcoholes polivalentes que son adecuados como esqueletos: alcanodioles como butanodiol, pentanodiol, hexanodiol, alquilenglicoles como etilenglicol, propilenglicol y polipropilenglicol, glicerina, 2-(hidroximetil)propano-1,3-diol, 1,1,1-tris(hidroximetil)etano, 1, 1,1 -trimetilolpropano, di (trimetilolpropano), triciclodecanodimetilol, 2,2,4-trimetil-1,3-pentanodiol, bisfenol A, ciclohexanodimetanol, derivados alcoxilados y/o etoxilados y/o propoxilados de neopentilglicol, tetraetilenglicol ciclohexanodimetanol, hexanodiol, 2-(hidroximetil) propano-1,3-diol, 1,1,1-tris (hidroximetil) etano, 1,1,1-trimetilolpropano y aceite de ricino, pentaeritritol, azúcar, derivados polivalentes de los mismos o mezclas de los mismos.

Cualquier unidad que sea adecuada para unir el esqueleto y los grupos funcionales puede usarse como enlazador. Para los compuestos con funcionalidad tiol, el enlazador se selecciona preferentemente de las estructuras (I) a (XI).

1: Unión al grupo funcional

2: Unión al esqueleto

Las estructuras (I), (II), (III) y (IV) son particularmente preferidas como enlazadores para compuestos con funcionalidad tiol.

Los compuestos funcionalizados con tiol particularmente preferidos son ésteres de ácido a-tioacético (2-mercaptoacetato), ácido p-tiopropiónico (3-mercaptopropionato) y ácido 3-tiobutírico (3-mercaptobutirato) con monoalcoholes, dioles, trioles, tetraoles, pentaoles u otros polioles y derivados 2-hidroxi-3-mercaptopropilo de monoalcoholes, dioles, trioles, tetraoles, pentaoles u otros polioles. Aquí también pueden usarse mezclas de alcoholes como base para el compuesto funcionalizado con tiol. En este sentido, se hace referencia al documento WO 99/51663 A1 como ejemplos de compuestos funcionalizados con tiol particularmente adecuados se mencionan: glicol-bis(2-mercaptoacetato), glicol-bis(3-mercaptopropionato), 1,2-propilenglicol-bis(2-mercaptoacetato), 1,2-propilenglicol-bis(3-mercaptopropionato), 1,3-propilenglicol-bis(2-mercaptoacetato), 1,3-propilenglicol-bis(3-mercaptopropionato), tris(hidroximetil)metano-tris(2-mercaptoacetato), tris(hidroximetil)metano-tris(3-mercaptopropionato), 1,1,1-tris(hidroximetil)etano-tris(2-mercaptoacetato), 1,1,1-tris(hidroximetil)etano-tris(3-mercaptopropionato), 1,1,1-trimetilolpropano-tris(2-mercaptoacetato), 1,1,1-Trimetilolpropano-tris(2-mercaptoacetato) etoxilado, 1,1,1-T rimetilolpropano-tris(2-mercaptoacetato) propoxilado, 1,1,1 -trimetilolpropano-tris(3-mercaptopropionato), 1,1,1-trimetilolpropano-tris(3-mercaptopropionato) etoxilado, trimetilolpropano-tris(3-mercaptopropionato) propoxilado, 1,1,1-trimetilolpropano-tris(3-mercaptobutirato), pentaeritritol-tris(2-mercaptoacetato), pentaeritritol-tetrakis(2-mercaptoacetato), pentaeritritol-tris(3-mercaptopropionato), pentaeritritoltetrakis(3-mercaptopropionato), pentaeritritol-tris(3-mercaptobutirato), pentaeritritol-tetrakis(3-mercaptobutirato), Capcure 3-800 (BASF), GPM-800 (Gabriel Performance Products), Capcure LOF (BASF), GPM-800LO (Gabriel Performance Products), KarenzMT PE-1 (Showa Denko), 2-etilhexiltioglicolato, iso-octiltioglicolato, di(nbutil)tiodiglicolato, glicol-di-3-mercaptopropionato, 1,6-hexanoditiol, etilenglicol-bis(2-mercaptoacetato) y tetra(etilenglicol)ditiol.

El compuesto con funcionalidad tiol puede usarse solo o como una mezcla de dos o más compuestos con funcionalidad tiol diferentes.

Dependiendo de la funcionalidad del compuesto funcionalizado con tiol, se puede ajustar el grado de entrecruzamiento del aglutinante y, por lo tanto, por un lado la resistencia del recubrimiento resultante, así como sus propiedades elásticas. Al mismo tiempo, esto tiene una influencia directa en la expansión alcanzable de la corteza de ceniza resultante en caso de fuego.

En la composición de la presente invención, la proporción relativa de resinas de epóxido a compuestos con funcionalidad tiol se puede caracterizar por la relación de equivalentes reactivos, que es la relación entre el número de grupos epóxido totales en la composición y el número de grupos tiol en la composición. La relación de equivalentes reactivos es de 0,1 a 10:1, preferentemente de 0,2 a 5:1, más preferentemente de 0,3 a 3:1, aún más preferentemente de 0,5 a 2:1 y aún más preferentemente de 0,75 a 1, 25:1.

Como componente de curado alternativo o adicional, que también se denomina coagente de curado, se puede utilizar un agente de curado de amina habitual para las resinas de epóxido.

En particular, han demostrado ser útiles aminas alifáticas o aromáticas, amidoaminas, poliamidas, productos de adición de poliamina-resina de epóxido y/o cetiminas. Los agentes de curado de amina se pueden usar individualmente o como una mezcla de dos o más compuestos. Los ejemplos son etilendiamina, propilendiamina, hexametilendiamina, dietilentriamina (DETA), tetraetilentetramina (TETA), isoforondiamina (IPDA), m-xililendiamina (mXDA), N-metilbencilamina (NMB) o las Ancamide® (Air Products), dietilaminopropilamina (DEAPA), N-aminoetilpiperazina (N-AEP), diaminodifenilsulfona (DDS), 1,8-diamino-p-mentano (MDA). Asimismo, se pueden utilizar las polieteraminas como Jeffamine D-230 (Huntsman), Jeffamine D-400 (Huntsman), Jeffamine T-403 (Huntsman).

Las propiedades del recubrimiento se pueden ajustar mediante una mezcla correspondiente seleccionada de compuesto con funcionalidad tiol y compuesto con funcionalidad amina como agente de curado para la resina de epóxido.

En una forma de realización preferida de la invención, el agente de curado es un compuesto funcionalizado con tiol. En otra forma de realización de la invención, el agente de curado es una combinación de un compuesto funcionalizado con tiol y un compuesto funcionalizado con amina.

Si el curado, es decir, la reacción de la resina de epóxido con el compuesto funcionalizado con amina o tiol, es demasiado lento, se puede utilizar un catalizador para el curado. El uso de un catalizador puede asegurarse que las composiciones curan rápidamente, es decir, en pocos minutos y completamente, incluso a temperatura ambiente. Esto hace que tales composiciones sean muy atractivas para la aplicación en el sitio, tal como en el sitio de construcción.

Como catalizadores pueden usarse los compuestos comúnmente utilizados para reacciones entre resinas de epóxido y compuestos funcionalizados con amina o con tiol, tales como aminas terciarias, por ejemplo, bencildimetilamina, N,N-dimetilpropilamina, 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno y éter de bis-N,N-dimetiletanolamina, derivados de fenol, por ejemplo, nonilfenol, y similares conocidos por los expertos. En este sentido, se hace referencia al documento WO 2012/08224 A1, cuyo contenido se incorpora por la presente a esta solicitud.

En una forma de realización preferida de la invención, el componente B también contiene un aminofenol o un éter del mismo, que tiene al menos un grupo amino terciario, opcionalmente junto con un grupo amino primario y/o secundario, como catalizador. El catalizador se selecciona preferentemente de compuestos de fórmula general (X),

a r\ pr o C O en la que R es hidrógeno o un radical alquilo C1-C15 lineal o ramificado, R es (CH2)nNR R - o NH(CH2)nNR R - es, en las que R5 y R6son independientemente un radical alquilol C 1-C15 lineal o ramificado y n es 0 o 1, R3 y R4 son independientemente hidrógeno, (CH2)nNR7R8 o NH(CH2)nNR7R8, R7 y R8 son independientemente hidrógeno o un radical alquilo C1-C15 lineal o ramificado y n es 0 o 1.

R1 es preferentemente hidrógeno o un radical alquilo C1-C15-, especialmente un radical alquilo C1-C15 lineal, más preferentemente metilo o etilo, y lo más preferentemente metilo.

El fenol de fórmula (X) está preferentemente sustituido en las posiciones 2, 4 y 6, es decir, los sustituyentes R2, R3 y R4 están en las posiciones 2, 4 y 6.

En el caso de que R5, R6, R7 y R8 sean radicales alquilo, estos son preferentemente un radical alquiloC1-C5-, más preferentemente metilo o etilo, y lo más preferentemente, metilo.

Se puede usar como catalizador un compuesto o una mezcla de al menos dos compuestos de fórmula (X).

El catalizador se selecciona preferentemente de 2,4,6-tris(dimetilaminometil)fenol, bis(dimetilaminometil)fenol y 2,4,6-tris(dimetilamino)fenol. Lo más preferentemente, el catalizador es 2,4,6-tris(dimetilaminometil)fenol.

Una mezcla de catalizadores preferida contiene 2,4,6-tris(dimetilaminometil)fenol y bis(dimetilaminometil)fenol. Tales mezclas están disponibles comercialmente, por ejemplo, como Ancamine® K-54 (AirProducts, Bélgica).

Para que la composición pueda proteger el componente al que se ha aplicado, del fuego o de los efectos de un calor intenso, por ejemplo como consecuencia de un incendio, es necesario que la composición forme una capa aislante después del curado, como resultado de la entrada de temperatura.

Para ello, convenientemente se utilizan compuestos, también denominados aditivos que forman capa de contención o intumescentes, que actúan mediante la formación de una capa aislante expandida que se forma bajo la influencia del calor, de material ignífugo, que protege el sustrato del sobrecalentamiento y, por lo tanto, evita o al menos se retrasa el cambio de las propiedades mecánicas y estáticas de componentes de carga por efecto del calor se. La formación de una capa aislante voluminosa, concretamente una capa de ceniza, puede ocurrir mediante la reacción química de una mezcla de compuestos compaginados correspondientes, que reaccionan entre sí cuando se exponen al calor. Tales sistemas son conocidos por el experto con el término de intumescencia química y pueden utilizarse de acuerdo con la invención. Alternativamente, la capa voluminosa aislante puede formarse expandiendo un único compuesto que, sin que haya tenido lugar una reacción química entre dos compuestos, libera gases cuando se expone al calor. Tales sistemas son conocidos por el experto con el término de intumescencia física y también pueden utilizarse de acuerdo con la invención. De acuerdo con la invención, ambos sistemas pueden usarse cada uno solo o juntos como una combinación.

Generalmente se requieren al menos tres componentes para la formación de una capa intumescente por intumescencia química, una fuente de carbono, un catalizador de deshidratación (también llamado generador de ácido) y un agente propelente, que están contenidos en un aglutinante, por ejemplo, en el caso de recubrimientos Cuando se expone al calor, el aglutinante se reblandece y los aditivos de protección contra el fuego se liberan, pudiendo reaccionar entre sí en el caso de una intumescencia química o expandirse en el caso de una intumescencia física. A través de la descomposición térmica, el ácido se forma a partir del catalizador de deshidratación, que sirve como catalizador para la carbonización de la fuente de carbono. Al mismo tiempo, el agente propelente se descompone térmicamente para formar gases inertes que hacen que el material carbonizado (carbonizado) y, opcionalmente, el aglutinante ablandado se expandan para formar una voluminosa espuma aislante.

Cabe mencionar que en la composición de protección contra el fuego de acuerdo con la invención, el aglutinante, es decir, el producto de reacción de la resina de epóxido y el agente de curado, también tiene la función de fuente de carbono y/o agente propelente en caso de fuego, por lo que no es absolutamente necesario añadir otros compuestos que cumplan esta función. Por lo tanto, están presentes los tres compuestos necesarios para la intumescencia. De acuerdo con la invención, la composición contiene por tanto al menos un catalizador de deshidratación.

Como catalizadores de deshidratación o generadores de ácido adecuados entran en consideración los compuestos que se utilizan habitualmente en formulaciones intumescentes de protección contra el fuego y que son conocidos por los expertos, en particular una sal o un éster de un ácido inorgánico no volátil seleccionado entre ácido sulfúrico, ácido fosfórico o ácido bórico. Esencialmente se utilizan compuestos que contienen fósforo, cuya gama es muy amplia ya que se extienden sobre varios estados de oxidación del fósforo, tales como fosfinas, óxidos de fosfina, compuestos de fosfonio, fosfatos, fósforo rojo elemental, fosfitos y fosfatos. Como compuestos de ácido fosfórico, se pueden ejemplificar: fosfato monoamónico, fosfato diamónico, fosfato amónico, polifosfato amónico, fosfato de melamina, fosfatos de resina de melamina, fosfato de potasio, fosfatos de poliol como fosfato de pentaeritritol, fosfato de glicerina, fosfato de sorbitol, fosfato de manitol, fosfato de dulcitol, fosfato de neopentilglicol, fosfato de etilenglicol, dipentaeritritol fosfato y similares. Como compuesto de ácido fosfórico se utiliza preferentemente un polifosfato o un polifosfato de amonio. Por fosfatos de resina de melamina se entienden compuestos, tales como productos de reacción de Lamelite C (resina de melamina-formaldehído) con ácido fosfórico. Como compuestos de ácido sulfúrico, se pueden ejemplificar: sulfato de amonio, sulfamato de amonio, bisulfato de nitroanilina, ácido 4-nitroanilin-2-sulfónico y 4,4-dinitrosulfanilamida y similares. Como compuesto de ácido bórico, se puede ejemplificar el borato de melamina.

En una forma de realización de la invención, la composición puede contener una fuente adicional de carbono, como aditivo que forma capa de contención adicional.

Como otras fuentes de carbono entran en consideración los compuestos comúnmente utilizados en las formulaciones de protección contra el fuego intumescentes y conocidos por los expertos, tales como compuestos similares al almidón, por ejemplo, almidón y almidón modificado, y/o alcoholes polihídricos (polioles), tales como sacáridos y polisacáridos y/o un aglutinante de resina polimérica termoplástica o duroplástica, tal como resina fenólica, resina de urea, poliuretano, cloruro de polivinilo, poli(met)acrilato, acetato de polivinilo, alcohol polivinílico, resina de silicona y/o un caucho. Los polioles adecuados son polioles del grupo de azúcar, pentaeritritol, dipentaeritritol, tripentaeritritol, acetato de polivinilo, alcohol de polivinilo, sorbitol, polioles de polioxietilen/polioxipropileno (EO-PO). Preferentemente se utilizan pentaeritritol, dipentaeritritol o poli(acetato de vinilo).

En otra forma de realización de la invención, la composición puede contener otro agente propelente como aditivo que forman capa de contención adicional.

Como otros agentes propelentes adecuados entran en consideración los compuestos que se utilizan habitualmente en las formulaciones de protección contra el fuego y son conocidos por los expertos, como el ácido cianúrico o el ácido isociánico y sus derivados, la melamina y sus derivados. Tales son cianamida, dicianamida, diciandiamida, guanidina y sus sales, biguanida, cianurato de melamina, sales de ácido ciánico, ésteres y amidas de ácido ciánico, hexametoximetilmelamina, pirofosfato de dimelamina, polifosfato de melamina, fosfato de melamina. Se utiliza preferentemente hexametoximetilmelamina o melamina (amida de ácido cianúrico).

También son adecuados los componentes cuyo modo de acción no se limita a una sola función, como el polifosfato de melamina, que actúan tanto como catalizador de deshidratación y como agente propelente. En los documentos ES 2007689 A1, EP 139401 A1 y EE. UU. 3,969,291 A1 se describen otros ejemplos.

En otra forma de realización de la invención, la composición puede incluir además un compuesto térmicamente expandible, tal como un compuesto de intercalación de grafito, también conocido como grafito expandido. Estos también se pueden incorporar en el aglutinante.

Como grafito expandido entran en consideración por ejemplo compuestos de inclusión conocidos de SO^x, NO^x, halógeno y/o ácidos fuertes, en grafito. Estos también se conocen como sales de grafito. Se da preferencia a los grafitos expandidos que a temperaturas de, por ejemplo, 120 a 350 °C liberan con expansión SO2, SO3, NO y/o NO2.

El grafito expandido puede estar presente, por ejemplo, en forma de plaquitas con un diámetro máximo en el intervalo de 0,1 a 5 mm. Este diámetro está preferentemente en el intervalo de 0,5 a 3 mm. Los grafitos expandibles adecuados para la presente invención están disponibles comercialmente. En general, las partículas de grafito expandido se distribuyen uniformemente en los elementos de protección contra el fuego de acuerdo con la invención. Sin embargo, la concentración de partículas de grafito expandido también puede variar de manera puntual, en forma de patrón, plana y/o en forma de sándwich. En este sentido, se hace referencia al documento EP 1489136 A1, cuyo contenido se incorpora por la presente a esta solicitud.

Dado que la corteza de ceniza formada en caso de fuego suele ser demasiado inestable y, dependiendo de su densidad y estructura, puede ser arrastrada por las corrientes de aire, lo que tiene una repercusión negativa en el efecto aislante del recubrimiento, preferentemente se añade al menos un estabilizador de corteza de ceniza a los componentes que se acaban de enumerar.

Como posibles estabilizadores de corteza de ceniza o formadores de esqueletos entran en consideración los compuestos habitualmente utilizados en formulaciones de protección contra el fuego y conocidos por los expertos, por ejemplo, grafito expandido y metales en partículas tales como aluminio, magnesio, hierro y zinc. El metal en partículas puede estar presente en forma de polvo, plaquetas, escamas, fibras, filamentos y/o pelos, teniendo el metal en partículas en forma de polvo, plaquetas o escamas un tamaño de partícula de <50 pm, preferentemente de 0,5 a 10 pm. En el caso de utilizar el metal particulado en forma de fibras, filamentos y/o pelos, se prefiere un espesor de 0,5 a 10 pm y una longitud de 10 a 50 pm. Alternativamente o adicionalmente, un óxido o un compuesto de un metal del grupo que comprende aluminio, magnesio, hierro o zinc, puede usarse como estabilizador de corteza de ceniza, en particular óxido de hierro, preferentemente trióxido de hierro, dióxido de titanio, un borato tal como borato de zinc y/o una frita de vidrio de los vidrios de bajo punto de fusión con una temperatura de fusión preferentemente en o por encima de 400 °C, vidrios de fosfato o sulfato, sulfatos de polizinc de melamina, vidrios ferrosos o borosilicatos de calcio. La adición de un estabilizador de corteza de ceniza de este tipo contribuye a una estabilización significativa de la corteza de ceniza en caso de fuego, ya que estos aditivos aumentan la resistencia mecánica de la capa intumescente y/o evitan el goteo. También se pueden encontrar ejemplos de tales aditivos en los documentos EE. UU. 4442157, 3562197 A de EE. UU., GB 755551A así como EP 138546 A1.

También pueden estar presentes estabilizadores de la corteza de ceniza, como fosfato de melamina o borato de melamina.

Opcionalmente se pueden añadir uno o más retardadores de llama reactivos, a la composición de acuerdo con la invención. Dichos compuestos están integrados en el aglutinante. Un ejemplo en el sentido de la invención son los compuestos organofosforados reactivos, como el 9,10-dihidro-9-oxa-10-fosfafenantreno-10-óxido (DOPO) y sus derivados, como el DOPO-HQ, DOPO-NQ y productos de adición. Tales compuestos se describen, por ejemplo, en SV Levchik, E.D Weil, Polym. In t. 2004, 53, 1901-1929.

Además de los aditivos que forman capa de contención, la composición puede contener opcionalmente coadyuvantes habituales, como disolventes, como xileno o tolueno, agentes humectantes, por ejemplo a base de poliacrilatos y/o polifosfatos, antiespumantes, como antiespumantes de silicona, espesantes, como espesantes de alginato, tintes, fungicidas, plastificantes, como ceras que contienen cloro, aglutinantes, retardantes de llama o varios rellenos como vermiculita, fibras inorgánicas, arena de cuarzo, microesferas de vidrio, mica, dióxido de silicio, lana mineral y similares.

Se pueden añadir a la composición aditivos adicionales tales como espesantes, aditivos de reología y materiales de relleno. Como aditivos de reología, tales como agentes antisedimentantes, agentes anticorrosivos y agentes tixotrópicos, se da preferencia al uso de polihidroxicarboxamidas, derivados de urea, sales de ésteres de ácido carboxílico insaturado, sales de alquilamonio de derivados de ácido fosfórico ácido, cetoximas, sales de amina de ácido p-toluenosulfónico, sales de amina de derivados de ácido sulfónico y soluciones acuosas u orgánicas o mezclas de los compuestos. Además, se pueden utilizar aditivos de reología a base de ácidos silícicos pirógenos o precipitados, o a base de ácidos silícicos pirógenos o precipitados silanizados. El aditivo reológico es preferentemente ácidos silícicos pirógenos, silicatos en capas modificados y no modificados, ácidos silícicos precipitados, éteres de celulosa, polisacáridos, espesantes de PU y de acrilatos, derivados de urea, derivados de aceite de ricino, poliamidas y amidas de ácidos grasos y poliolefinas, siempre que se presenten en forma sólida, celulosas en polvo y/o agentes de suspensión tales como por ejemplo goma de xantano.

La composición de acuerdo con la invención se puede preparar como un sistema de dos componentes o de varios componentes.

La resina de epóxido está preferentemente presente en la composición en una cantidad de 3 a 95 % en peso, de manera particularmente preferida en una cantidad de 5 a 80 % en peso.

Si se usa un diluyente reactivo, está contenido en la composición en una cantidad de 0,25 a 70% en peso, preferentemente en una cantidad de 0,5 a 50% en peso.

El compuesto funcionalizado con amina o con tiol está presente preferentemente en la composición en una cantidad de 5 a 97 % en peso, de forma especialmente preferente en una cantidad de 5 a 95 % en peso. Si se usa una mezcla del compuesto funcionalizado con amina y funcionalizado con tiol, las cantidades que se acaban de mencionar se refieren a la mezcla.

Los aditivos que forman capa de contención pueden estar presentes en la composición en una cantidad del 30 al 99% en peso, cantidad que depende esencialmente de la forma de aplicación de la composición (atomización, brocha y similares). Para causar una tasa de intumescencia lo más alta posible, la proporción en la composición se ajusta lo más alta posible. La proporción en la composición es preferentemente de 35 a 85 % en peso y de manera particularmente preferida de 40 a 85 % en peso.

La composición se puede aplicar en forma de pasta sobre el sustrato, en particular un sustrato metálico, con brocha, rodillo o por atomización. La composición se aplica preferentemente mediante un proceso de atomización sin aire. En comparación con los sistemas a base de disolvente y a base de agua, la composición de acuerdo con la invención se distingue por una elevada resistencia mecánica.

La composición de acuerdo con la invención es particularmente adecuada como recubrimiento, en particular como recubrimiento de protección contra el fuego, preferentemente recubrimiento atomizable, para sustratos metálicos y no metálicos. Los sustratos no están restringidos e incluyen componentes, en particular componentes de acero y componentes de madera, pero también cables individuales, haces de cables, bandejas de cables y conductos de cables u otras tuberías.

La composición de acuerdo con la invención se utiliza principalmente en el sector de la construcción como recubrimiento, en particular como recubrimiento de protección contra el fuego para elementos de construcción de acero, pero también para elementos de construcción hechos de otros materiales como hormigón o madera, y como recubrimiento de protección contra el fuego para cables individuales, haces de cables, bandejas de cables y conductos de cables u otras tuberías.

Por lo tanto, otro objeto de la invención es el uso de la composición de acuerdo con la invención como recubrimiento, en particular como recubrimiento de sustratos metálicos y/o no metálicos, muy particularmente para elementos estructurales o componentes de acero, hormigón, madera y otros materiales como plásticos, en particular como recubrimiento de protección contra el fuego.

Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar más la invención.

Formas de realización ejemplares

Para la producción de composiciones de acuerdo con la invención, se mezclan con un disolvente y se homogeneizan las formulaciones con los componentes individuales indicados en la Tabla 1 y con los aditivos de nivelación indicados en la Tabla 2.

Se usaron los siguientes componentes para producir las formulaciones de acuerdo con la invención y las formulaciones comparativas:

Componente Descripción Fabricante

Polímero terminado en mercaptano CTP Chemicals and CeTePox® 2200 H Technologies for Polymers GmbH

1,3-BAC 1,3-bis(aminometil)ciclohexano Itochu Deutschland GmbH PUR 812 1,4-diazabiciclooctano, solución al 25-50 % Rühl Puromer GmbH Byk9076 ^{Sal de alquil amonio de un copolímero de alto peso}BYK-Chemie GmbH _molecular

Disperbyk-2152 Poliéster altamente ramificado BYK-Chemie GmbH

Fibras de tipo vidrio (de silicato) aleatorias artificiales ROCKWOOL B.V. t.a. Coatforce CF 30 con una proporción de más del 18 % en peso de óxidos LAPINUS FIBRES

de metales alcalinos y alcalinotérreos (Na2O K2O

CaO MgO BaO)]

Polwhite E Caolín Imerys Minerals Ltd Kronos 2056 Dióxido de titanio Kronos Internacional, Inc.

Epilox F 17-00 Resina de epóxido a base de Bisfenol F LEUNA Harze GmbH

Componente Descripción Fabricante

Araldite DY-026 ^{1,4-butanodioldiglicidiléter Huntsman Advanced} _{Materials (Europe) BVBA}Dynasylan GLYMO ^{[3-(2,3-epoxipropoxi)propil]trimetoxisilano Evonik Resource Efficiency} _GmbH

Tri-iso-butilfosfato ^{Tri-iso-butilfosfato LANXESS Deutschland} _GmbH

BYK-W 9010 Copolímero con grupos ácidos BYK-Chemie GmbH

SFC 0,20 MFC ^{Material de relleno de fibra de carbono STW Schwarzwalder Textil-} _Wer

Melafina Melamina OCI Nitrogen

Cab-O-Sil® TS-720 ^{Acido silícico pirógeno tratado superficialmente con}Cabot Corporation _{polidimetilsiloxano}

Exolit AP 462 Polifosfato de amonio Clariant ES

La medición de la viscosidad dinámica de todas las mezclas ocurrió usando un reómetro (Malvern Kinexus Ultra+) usando un sistema de medición placa-placa de acuerdo con DIN 53019. El diámetro de la placa era de 20 mm y la distancia de separación era de 0,3 mm. Se utilizó el siguiente método: El cizallamiento se realizó a 40 °C en una primera sección, en 12 veces 15 segundos a 0,1/s y en una segunda sección a 40 °C en 6 etapas de 11 segundos cada una se incrementó logarítmicamente la velocidad de cizallamiento de 0,1/s a 10/ s. En una tercera sección, la velocidad de cizallamiento se incrementó logarítmicamente desde 21,54/s a 464,2/s a 40 ° C en 5 pasos de 8 segundos cada uno, y en una sección final a 40 °C 17 veces 10 segundos a 0, 1/s. Los valores de viscosidad mostrados corresponden al valor medio de los valores medidos en la primera sección (a 0,1/s) o el valor medido en la tercera sección (a 215/s).

Para las pruebas de fuego se prepararon muestras recubriendo un panel de acero (280 mm x 280 mm x 5 mm) con la formulación respectiva. El espesor de capa de las formulaciones aplicadas fue de 7 mm. Después de la aplicación, se almacenó a 22 °C la capa aplicada durante al menos 10 días, antes de realizar la prueba de fuego. El lado posterior de las placas de acero estaba equipado en cada caso con tres termopares, que registraron la temperatura en el lado opuesto al del fuego y del cual se formó la media aritmética. Las muestras se sometieron a una prueba de fuego montándolas en la pared de un horno que se calentaba desde el interior. La tasa de calentamiento del horno correspondió a la tasa descrita en ISO 834. El tiempo hasta que se alcanzó una temperatura de 300 °C o 500 °C en la superficie trasera de acero corresponde al valor TTF (300 °C/7 mm) o TTF (500 °c /7 mm) en la Tabla 3.

Tabla 2: Proporciones de aditivo de nivelación en el ejemplo comparativo y las formulaciones de ejemplo de la Tabla

1:

Ejemplo

Aditivo de nivelación Composición

V1 - -V2 2,19 Disparlon L-1982N Poliacrilato fluorado

V3

Efka® Florida 3741 Poliacrilato fluorado

V4 2,33 Efka® Florida 3745

V5 2,58 Byk 361 N Poliacrilato fluorado

Ejemplo 1 2,23 Afcona® 3239 Polialquil polisiloxano modificado orgánicamente Ejemplo 2 0,30 Afcona® 3238 Polialquil polisiloxano

Ejemplo 3 2,24 Efka® SL 3200 Copolímero de polisiloxano

Ejemplo 4 2,22 Efka® SL 3288 Copolímero de polisiloxano

Ejemplo 5 2,30 Byk 378 Polisiloxano modificado con poliéter

Ejemplo 6 2,19 Afcona 3280 Copolímero de polisiloxano

Tabla 3: Resultados de mediciones de viscosidad y pruebas de fuego

Ejemplo ^{Viscosidad a velocidad de}Viscosidad a velocidad de TTF (300 TTF (500

_{cizallamiento 0,1 s-1 [Pas]}cizallamiento 215 s-1 [Pas] °C/7 mm) °C/7 mm)

[mín.] [mín.]

V1 98,19 7,61 68,99 117,99

V2 82,36 6,85 59,10 101,60

V3 72,45 6,39 59,53 104,53

V4 32,52 5,83 55,61 102,61

V5 63,7 6,53 56,04 98,54

Ejemplo 1 31,48 5,53 67,77 117,75 Ejemplo 2 74,9 6,48 71,85 119,85 Ejemplo 3 72,45 6,39 63,19 109,69 Ejemplo 4 160,2 6,2 62,47 106,97 Ejemplo 5 78,07 6,45 64,96 114,46 Ejemplo 6 79,18 6,58 65,95 107,45

Para medir la rugosidad de la superficie, se aplicó una formulación sin aditivo de nivelación como comparación (V1) y una formulación con un aditivo de nivelación (Ejemplo 1) usando un rociador de 2 componentes sin aire (pulverizador de componentes múltiples Grako Airless XM 70, modelo XM3B00 ) a una placa de acero (280 mm 280 mm x 5 mm) y se curó a 22 °C durante al menos 10 días. El espesor de la capa fue de 1 mm - 1,5 mm en cada caso. La medición se llevó a cabo usando un microscopio Alicona Infinite Focus de luz blanca de acuerdo con EN ISO 25178 usando variación de enfoque. La Tabla 4 muestra los resultados de las mediciones.

Tabla 4: Resultados de la medición de la rugosidad superficial

Ejemplo Límite de longitud de onda [|jm] Ra [Em] Rq [jm ] Rz [jm ]

V1 8000 12,28 ± 8,29 17,64 ± 5,43 3,94 ± 0,63

1 8000 8,75 ± 5,54 13,78 ± 1,86 3,16 ± 0,36

Ra = Rugosidad media del perfil

Rq = Raíz cuadrática media del perfil de rugosidad

Rz = "diferencia de pico a valle" promedio del perfil de rugosidad

Tabla 5: Resultados de la medición de brillo

Brillo

Ejemplo

20° 60° 85°

V1 (1a medición) 3,6 ± 0,1 24,2 ± 0,5 47,1 ± 3,1

V1 (2a medición) 4,8 ± 0,7 28,9 ± 2,8 40,5 ± 2,0

1 (1a medición) 6,3 ± 0,4 36,1 ± 1,8 65,3 ± 2,4 1 (2a medición) 6,1 ± 0,3 34,4 ± 1,3 67,1 ± 1,4

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición de protección contra el fuego que comprende una resina de epóxido, un agente de curado para la resina de epóxido, un catalizador de deshidratación y hasta un 0,2 % en peso, basado en el peso de la resina de epóxido y el agente de curado, de un organopolisiloxano.

2. Una composición de protección contra el fuego de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el organopolisiloxano es un polisiloxano modificado con alquilo o con poliéter.

3. Una composición de protección contra el fuego de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, en la que el agente de curado es un compuesto funcionalizado con amino o con tiol.

4. Una composición de protección contra el fuego de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición de protección contra el fuego contiene además un catalizador para la reacción de la resina de epóxido con el agente de curado.

5. Una composición de protección contra el fuego de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que el catalizador de deshidratación es una sal o un éster de un ácido inorgánico no volátil seleccionado entre ácido sulfúrico, ácido fosfórico o ácido bórico.

6. Una composición de protección contra el fuego de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición de protección contra el fuego comprende además una fuente de carbono y/o un agente propelente.

7. La composición de protección contra el fuego de la reivindicación 6, en la que la composición de protección contra el fuego incluye además al menos un estabilizador de corteza de ceniza.

8. Uso de un organopolisiloxano en composiciones de protección contra el fuego a base de una resina de epóxido y un agente de curado con un contenido de sólidos del 50 % en peso o más, para reducir la viscosidad de la composición de protección contra el fuego, en la que el organopolisiloxano está presente en la composición de protección contra el fuego en una cantidad de hasta 0,2% en peso, basado en el peso de resina de epóxido y agente de curado.

9. Uso de un organopolisiloxano en composiciones de protección contra el fuego, a base de una resina de epóxido y un agente de curado con un contenido de sólidos del 50 % en peso o más, para mejorar la estructura superficial y el brillo de la composición de protección contra el fuego curada, en la que el organopolisiloxano está presente en la composición de protección contra el fuego en una cantidad de hasta 0,2% en peso, basado en el peso de la resina de epóxido y el agente de curado.