ES2969992T3

ES2969992T3 - Composición retardante de llama

Info

Publication number: ES2969992T3
Application number: ES21218450T
Authority: ES
Inventors: Vallespin José Alberto Enfedaque
Original assignee: Barricade Brs S L
Current assignee: Barricade Brs S L
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2024-05-23
Anticipated expiration: 2041-12-31
Also published as: ES2812305B2; CL2021003567A1; EP4023735A1; EP4023735B1; EP4023735C0; ES2812305A1

Abstract

La invención se refiere a una composición retardante de llama a base de polifosfato de amonio con un contenido en polímero entre un 50 y un 70% en peso y un contenido en P2O5 (anhídrido fosfórico) entre un 30 y un 40% en peso, de manera que la composición incorpora: como inhibidor de la corrosión, urea en un porcentaje entre 3 y 10% en peso en solución acuosa entre 40% y 60% en peso, en combinación con polifosfatos de sodio de longitud de cadena entre 2 y 6, complementados con derivados de Zn (excluyendo fosfatos) y triazoles; como espesante inorgánico, sepiolita modificada en un porcentaje entre 1 y 4% en peso; como espesante orgánico, goma xantana granulada en un porcentaje entre 0,5 y 1,5% en peso; como colorantes pigmentarios inorgánicos, los derivados de la familia de los óxidos de hierro en un porcentaje entre el 0,5 y el 2,0% en peso, y como colorantes fugitivos, los derivados de la familia de los colorantes rojos cochinilla en un porcentaje entre el 0,2 y el 0,8% en peso. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Composición retardante de llama

Objeto de la invención

La siguiente invención se refiere a una composición retardante de llama, teniendo por objeto su utilización por medios aéreos y con un efecto a largo plazo, esto es, una vez evaporada el agua necesaria para su aplicación. Además, dado que se emplea polifosfato de sodio como humectante se permite reducir sustancialmente el contenido de urea como aditivo anticorrosivo, evitando problemas de corrosión en los depósitos de almacenamiento de la composición fabricados en aleaciones de aluminio. Asimismo, al incorporar la composición óxido férrico, en un porcentaje igual o inferior al 1 % en peso de la composición, en presencia de un colorante fugitivo a base de ácido carmínico, presenta un elevado poder cubriente sobre la vegetación. Por otro lado, la adición de una sepiolita modificada micronizada como estabilizador de la suspensión, presenta claras ventajas sobre otras arcillas convencionales como la sepiolita en polvo y la atapulgita, Igualmente, la incorporación en la composición de goma xantana, previamente granulada a un tamaño superior a 100 micras, dados sus excelentes resultados en cuanto a su dispersión, facilita la preparación del concentrado y, además, evita la formación de polvo en el proceso de manufactura.

En definitiva, la composición aporta novedosos aditivos anticorrosivos, un pigmento fugitivo de calidad alimentaria y nulo impacto ambiental, cumpliendo en su conjunto con todos los requerimientos exigibles a los retardantes de largo plazo.

Antecedentes de la invención

Los incendios forestales han sido desde siempre modeladores de la cubierta vegetal terrestre. Desde el inicio de la era industrial y con el progresivo abandono de los bosques, la cantidad de combustible en ellos ha aumentado considerablemente. Si además unimos factores como las consecuencias del cambio climático y el notable aumento de las zonas de interfase urbano-forestal, la siniestralidad de los incendios forestales es una preocupación de primer orden.

Entre las múltiples herramientas que se emplean en la lucha contra los incendios forestales, se encuentran los aditivos retardantes, que pueden aplicarse de forma directa o indirecta sobre el frente de fuego, ya sea por los medios aéreos o terrestres que intervienen en la extinción del incendio forestal.

Cabe distinguir entre los retardantes de largo plazo y los de corto plazo. Básicamente los primeros presentan su efecto extintor o retardador de llama, aunque se evapore el agua que se ha necesitado para su aplicación, mediante un efecto de carbonización del material celulósico del vegetal en lugar de la emisión de gases inflamables y consecuente inflamación y llama. Los segundos solo son efectivos mientras haya agua presente y por tanto su capacidad extintora se basa en el efecto endotérmico de evaporación del agua. Estas composiciones retardantes de largo plazo hay que diluirlas con agua antes de su aplicación. Esta dilución es típicamente una parte de concentrado por 4 partes de agua en volumen.

La presente novedad se centra en los retardantes de largo plazo, a partir de ahora retardantes, empleados en particular en la lucha por medios aéreos contra los incendios forestales. El empleo de retardantes se inicia en los años 50 de la mano de la TVA(Tennessee Valley Authority)con la aplicación de fertilizantes líquidos, principalmente polifosfato amónico, con la adición de arcillas a modo de los fertilizantes en suspensión.

Más adelante, se planteó el problema de la corrosión en las aeronaves y las formulaciones se optimizaron con aditivos anticorrosivos, básicamente para prevenir corrosión en la aleación de aluminio AL2024T3 empleado en las aeronaves de ala fija, como el ferrocianuro sódico (US3960735A), como fosfatos de cinc (WO 2008/155187) o como pirofosfatos de hierro (US6802994). El ignifugado de la madera se realiza de forma industrial en el actual estado de la técnica aplicando la sinergia P/N (fosforo/nitrógeno) para un óptimo resultado (US3887511A). El empleo de agentes nitrogenados, como la urea, complementarios a los fosfatos y polifosfatos, ya se menciona en la literatura para una aplicación en incendios forestales como anticorrosivo para aleaciones de aluminio a unas dosis elevadas superiores al 10 % y que debe de incorporarse junto con el correspondiente triazol al proceso de manufactura del polifosfato amónico. Ello supone una dificultad ya que la producción de este último se realiza en grandes plantas de fertilizantes y una modificación para este proceso no sería económicamente viable (US3809653).

El documento WO03/057317 se refiere a composiciones retardantes de llama, a base de polifosfato amónico, que comprenden: derivados de triazol como inhibidores de la corrosión, atapulgita o sepiolita como espesante inorgánico, goma xantana como espesante orgánico, óxido de hierro como agente colorante y además incluye un colorante fugitivo.

También se optimizaron los pigmentos empleados para hacer visible la descarga y posteriormente se empezaron a formular pigmentos fotosensibles de tipo Rodamina (EP 0693304 A1) o azoicos, con el fin de que a corto plazo desapareciera la marca de color de la descarga en la superficie forestal. Paralelamente se incorporaron otros agentes espesantes orgánicos para mejorar tanto la estabilidad del líquido concentrado como para aumentar la viscosidad de la mezcla de aplicación, mejorando la adherencia sobre el vegetal (US 4822524). Para conseguir una buena humectación de los pigmentos y una buena capacidad de humectación de los sustratos vegetales, se emplean tensoactivos usados ampliamente en el sector de las pinturas, de tipo orgánico aniónico como lauril sulfonatos o benceno sulfonatos y sus sales sódicas, o inorgánico como polifosfatos alcalinos.

Los retardantes de largo plazo tienen especificaciones técnicas de requerimientos mínimos a cumplir por parte de las administraciones públicas y/o usuarios de medios aéreos en la lucha contra los incendios forestales. Las especificaciones de referencia para contrastar las novedades que más abajo se describen, son:

• Eficacia: metodología de ensayo del INIA (Instituto Nacional de Investigaciones Agrarias, ES), que califica la eficacia extintora en valores del 0 al 4, siendo el 0 el mejor. Se exige que los retardantes clasificados de largo plazo presenten un valor de 0-1 a la relación de dilución con agua recomendada por el fabricante.

• Corrosión: metodología de ensayo de CEREN (Centre d'Essais et de Reserche, FR) para evaluar la corrosión en muestras de acero, aluminio y latón, que exige para su aceptación y empleo en medios de extinción, incluidos medios aéreos, los siguientes valores de corrosión: Para producto concentrado 1,450 x 10-6 cm/h y para producto diluido 0,580 x 10-6 cm/h.

• Adherencia/mojabilidad: esta característica indica cómo el retardante se adhiere proporcionando suficiente agente retardante como para impedir la inflamación. El nivel mínimo de producto depositado expresado en P2O5 ha de ser del 5 %.

• Estabilidad: esta característica evalúa la eficacia de los agentes espesantes, orgánicos e inorgánicos, en cuanto a mantener los pigmentos en suspensión en el plazo más largo de tiempo posible. Se mide según la sinéresis que presenta la suspensión, esto es, la separación en dos fases que presenta el producto en estado de reposo. Se da como correcta una sinéresis inferior al 5 %.

• Visibilidad: se evalúa la coloración y su visibilidad a las 24 h de aplicación sobre material arbustivo y a una distancia de 15 m, con una dosis de 2 l/m2 sobre una superficie de 1 m2. La aplicación debe de ser visible al ojo humano, calificándose como muy buena, buena, aceptable y no aceptable.

Por otro lado, la eficacia de los retardantes de llama contra los incendios forestales es función directa del contenido de fósforo en la mezcla de aplicación, hasta el punto de que un contenido de un 8 % de fósforo en la misma es suficiente para evitar la inflamación del material combustible. La mezcla de aplicación se prepara típicamente a partir del producto líquido concentrado mediante dilución de dicho producto líquido concentrado en agua antes de su uso como retardante de llama. Así, la concentración de fósforo en la mezcla de aplicación, una vez que ha sido preparada por dilución del concentrado en agua, depende de dos factores:

a) la concentración de fósforo en el producto concentrado líquido; y

b) la relación de dilución con agua para obtener la mezcla de aplicación.

Con la tecnología actual, para alcanzar la concentración adecuada del 8 % son necesarias diluciones en agua de 1 parte de concentrado por 3 partes de agua, en el caso de las disoluciones concentradas de ortofosfatos, y de 1 parte de concentrado por 4 partes de agua en el caso de los polifosfatos, ya que la concentración máxima de fosforo viene dada por la solubilidad máxima del mismo en forma de polifosfato amónico. Para mantener la eficacia a relaciones de dilución más altas, es necesario aumentar la concentración de fosforo en el concentrado líquido, lo cual no es posible en fase liquida con los métodos actuales al encontrase dicha fase líquida completamente saturada. Por lo tanto, sería deseable encontrar soluciones para desarrollar producto líquido concentrado que permita relaciones de dilución más elevadas, lo que comporta un ahorro de costes en manipulación de concentrado y un ahorro al calcular el coste de la mezcla de aplicación.

Descripción detallada de la invención

En la presente memoria se describe una composición retardante de llama, basada en polifosfato amónico, donde la composición comprende:

- como inhibidor de la corrosión: a) urea, en un porcentaje entre 3-10 % en peso y en forma de solución acuosa; b) polifosfatos de sodio con una longitud de cadena entre 2 y 6; c) derivados de Zn (exceptuando fosfatos) y, d) derivados de triazol;

- como espesante inorgánico: sepiolita modificada micronizada en un porcentaje entre 1,5-2,5 % en peso;

- como espesante orgánico: goma xantana granulada en un porcentaje entre 0,4-0,8 % en peso;

- como colorantes inorgánicos: pigmentarios derivados de la familia de los óxidos de hierro en un porcentaje entre 0,5-1,5 % en peso, y;

- como colorantes fugitivos: derivados de la familia de los rojos de cochinilla naturales, CAS 1260-17-9, de fórmula C22H20O13, en un porcentaje entre 0,2-0,6 % en peso.

De manera adicional, en la presente memoria se describe una composición retardante de llama, basada en polifosfato amónico y ortofosfatos amónicos, donde la composición comprende:

En un modo particular de realización, la suma de estos componentes (el polifosfato amónico, el inhibidor de la corrosión, el espesante inorgánico, el espesante orgánico, el colorante inorgánico, el colorante fugitivo) supone el 100% del peso total de la composición. Es decir, la composición únicamente contiene estos componentes (el polifosfato amónico, el inhibidor de la corrosión, el espesante inorgánico, el espesante orgánico, el colorante inorgánico, el colorante fugitivo) y no está presente ningún componente adicional. Por tanto, la suma del porcentaje en peso de estos componentes (el polifosfato amónico, el inhibidor de la corrosión, el espesante inorgánico, el espesante orgánico, el colorante inorgánico, el colorante fugitivo) resulta en el 100 % del peso de la composición. En otros modos de realización, la suma de estos componentes (el polifosfato amónico, el inhibidor de la corrosión, el espesante inorgánico, el espesante orgánico, el colorante inorgánico, el colorante fugitivo) supone menos del 100 % del peso total de la composición. Es decir, la composición puede contener algún componente adicional, además de estos componentes (el polifosfato amónico, el inhibidor de la corrosión, el espesante inorgánico, el espesante orgánico, el colorante inorgánico, el colorante fugitivo). Por lo tanto, la suma de estos componentes (el polifosfato amónico, el inhibidor de la corrosión, el espesante inorgánico, el espesante orgánico, el colorante inorgánico, el colorante fugitivo) es inferior o igual al 100 %.

Polifosfato amónico: En una realización particular de la invención, el fosfato amónico es fosfato amónico 11-37-0. En una realización particular de la invención la adición de polifosfato amónico es de entre el 80 y el 90 % en peso, preferentemente el 85 % en peso del peso total de la composición. En un modo de realización particular de la presente invención, el polifosfato amónico consiste en un 50-70 % en peso de polímero y entre el 30-50 % en peso de anhídrido fosfórico (P2O5), con respecto al total de polifosfato amónico en la composición. En un modo de realización preferido, el polifosfato amónico tiene un P2O5 comprendido entre el 36 % y el 38 % en peso y un índice de polimerización superior al 60 %. Así, el polifosfato amónico tiene un contenido en polímero de entre el 50 y el 70 % en peso del peso total de la composición y un contenido en anhídrido fosfórico (P2O5) de entre el 34 y el 40 % en peso del peso total de la composición. En modos particulares de la invención el contenido en polímero es entre el 50 y el 70 %, entre el 55 y el 70 %, o entre el 60 y el 70 % en peso del peso total de la composición, y el contenido en anhídrido fosfórico (P2O5) es entre el 20 y el 40 %, entre el 25 y el 40 %, entre el 30 y el 40 % o entre el 34 y el 40 % en peso del peso total de la composición. En modos particulares de la invención el contenido en polímero es del 50 %, del 55 %, del 60 %, del 65 %, o del 70 % en peso del peso total de la composición, y el contenido en anhídrido fosfórico (P2O5) es del 20 %, del 25 %, del 30 %, del 35 % o del 40 % en peso del peso total de la composición.

Inhibidores de la corrosión: El inhibidor de la corrosión es una mezcla que comprende: a) urea, en un porcentaje entre el 3 y el 10 % en peso y en forma de solución acuosa; b) polifosfatos de sodio con una longitud de cadena entre 2 y 6; c) derivados de Zn (exceptuando fosfatos) y, d) derivados de triazol. En un modo de realización, la adición de urea es del 4,5 % en peso. En un modo de realización particular, se disuelve previamente la urea en un 40-60 % en agua, preferentemente el 50 %, antes de incorporarla a la mezcla. El polifosfato de sodio es polifosfato de sodio con una longitud de cadena entre 2 y 6. En un modo de realización particular, el polifosfato de sodio es pirofosfato disódico (Na2H2P2Oz), CAS 7722-88-5, con una adición del 0,5 % al 2 % en peso y, más preferentemente, el 1 % en peso. El derivado de Zn como inhibidor de la corrosión complementario es el sulfato de Zn con un porcentaje entre el 0,4 % y el 0,6 % en peso y, más preferentemente, el 0,5 % en peso. Entre el grupo de los triazoles como inhibidor de la corrosión complementario está el benzotriazol añadido en un porcentaje entre el 0,4 % y el 0,6 % en peso y, más preferentemente, el 0,5 % en peso. Se puede hacer hincapié en que la corrosión sobre las aeronaves siempre ha sido un tema de preocupación, en particular por la aleación de aluminio que constituye el fuselaje y otras partes importantes del avión. El polifosfato amónico es altamente corrosivo y necesita incorporar aditivos anticorrosivos para su empleo. Ha habido muchos inhibidores de corrosión utilizados en el pasado pero, por problemas de toxicidad, impacto ambiental, etc., se ha restringido su empleo. Por tanto, en la última década toda la investigación se centra en encontrar aditivos anticorrosivos respetuosos con el medio ambiente, habiéndose encontrado, por ejemplo, que determinados compuestos de hierro y/o cinc son eficaces anticorrosivos. Es en este sentido que se incorpora una combinación de aditivos respetuosos con el medio ambiente y se fórmula de manera que su contenido esté optimizado respecto a conocimientos anteriores. Así, sorprendentemente, y sobre la base de optimizar la eficacia del retardante con la incorporación de agentes nitrogenados como la urea en el proceso de manufactura del concentrado (ver formulaciones en tabla 1), se ha encontrado que su combinación con pigmentos anticorrosivos sales, óxidos y/o hidróxidos de cinc reivindicada en ES2310963B1, exceptuando los fosfatos de cinc (ES 200701696), derivados de triazoles típicamente usados para prevenir corrosión en aleaciones de cobre, empleando como humectante novedoso en esta aplicación polifosfato de sodio, permite reducir sustancialmente el contenido de urea necesario para una corrosión aceptable y por debajo de los limites expresados con los conocimientos actuales (US3809653) en aleaciones de aluminio, según la metodología del CEREN.

Espesantes: Como espesante inorgánico se incorpora sepiolita modificada micronizada en un porcentaje entre el 1,5 % y el 2,5 % en peso, y más preferentemente, el 2 % en peso. Como espesante orgánico se incorpora goma xantana granulada de 80 mesh en un porcentaje entre el 0,4 % y el 0,8 % en peso y, más preferentemente, el 0,6 % en peso. La goma xantana granulada es goma xantana microencapsulada. La goma xantana se puede microencapsular en un tambor rotativo con un 1 % de PVA (alcohol polivinílico) y un 1 % de agua. Se ha comprobado que las arcillas modificadas y procesadas según el documento ES2386711 A1, basadas en arcillas naturales del grupo de la paligorskita-sepiolita o atapulgita altamente micronizadas, e inicialmente diseñadas para compatibilizar con matrices poliméricas orgánicas, y con un tamaño de partícula del 95 % inferior a 45 micras, mejoran notablemente a las arcillas convencionales para el alcance de los parámetros deseados respecto a la estabilidad del concentrado en esta aplicación, así como también con respecto a la capacidad de adhesión en superficies verticales. Asimismo, se ha formulado con goma xantana, previamente granulada a un tamaño superior a 100 micras, por sus excelentes resultados en cuanto a su dispersión en la preparación del concentrado, evitando la formación de polvo en el proceso de manufactura y evitando la formación de grumos en el proceso de dispersión de la misma en el retardante concentrado.

Colorantes: Como colorantes inorgánicos pigmentarios, la composición incorpora óxido férrico en un porcentaje entre el 0,5 % y el 1,5 % en peso y, más preferentemente, el 1 % en peso. Como colorantes fugitivos incorpora rojo cochinilla en un porcentaje del 0,2 % al 0,6 % en peso y, más preferentemente, el 0,4 % en peso. La composición de la presente invención no sólo ha mantenido la capacidad extintora en términos de dilución necesaria para superar en ensayo de eficacia definido por el INIA (Instituto Nacional de Investigaciones Agrarias), sino que ha presentado un poder cubriente sobre la vegetación (visibilidad) satisfactorio con una dosificación de oxido férrico igual o inferior al 1 %, en presencia de un colorante fugitivo novedoso en esta aplicación y de calidad alimentaria con nulo impacto ambiental. La coloración del retardante es importante para la identificación de las descargas por los medios aéreos. Se utiliza habitualmente oxido férrico rojo como pigmento opaco, pero recientemente se avanza hacia una pigmentación fugitiva, es decir, no permanente. Para ello se formulan pigmentos orgánicos de síntesis en conjunción con un pigmento opaco en contenido reducido, como el óxido férrico, resultando estos pigmentos fotosensibles de un impacto medioambiental cuestionable con relación con su PBT. Por tanto, encontrar un nuevo pigmento natural fugitivo de nulo impacto ambiental, es también un objetivo novedoso.

Ventajas de la composición de la invención: En cualquier desarrollo sobre retardantes, siempre hay que cumplir con unos mínimos valores de sus prestaciones, para ser calificados como tales, y por tanto todas las novedades incorporadas a la formulación, deben de cumplir estos mínimos exigibles, no solo al objeto de la invención, como son novedad en corrosión y coloración, sino en todas sus otras características. En definitiva, la composición aporta novedosos aditivos anticorrosivos, un pigmento fugitivo de calidad alimentaria y nulo impacto ambiental, cumpliendo en su conjunto con todos los requerimientos exigibles a los retardantes de largo plazo.

Método de preparación: La preparación de las dispersiones se realizó mediante un agitador tipo Cowles con plato de 5 cm de diámetro y velocidad tangencial de 15m/s en un vaso de precipitados de 1000 cm3. El orden de incorporación de los aditivos es el expresado en el orden de la formulación, resultando la duración de la operación de 20 minutos por operación. La temperatura se mantuvo entre 20-25 °C. Los ensayos con producto diluido se han realizado típicamente con una relación de dilución de 1:4 partes de concentrado:partes de agua en volumen (formulaciones 0-12).

Composiciones diluidas de la invención: Es un objetivo de la presente invención proporcionar un modo de dispersar una sal amónica de fosforo de tal manera que la concentración de este es superior a la convencional y por tanto el preparado líquido concentrado se puede diluir con más agua para la aplicación final. Efectivamente, el líquido retardante concentrado que contiene fosfatos amónicos cristalinos añadidos al conjunto de la formulación presenta, según los datos obtenidos a partir de los ejemplos que posteriormente se describen, una eficacia suficiente a relaciones de dilución de hasta 1 parte de concentrado con 6,5 partes de agua y una estabilidad al almacenamiento satisfactoria a pesar del elevado contenido en sales amónicas. Esta estabilidad se consigue por medio de (a) interacción con la presencia de urea, (b) reología adecuada del medio y dispersión intensa de los fosfatos amónicos sólidos mediante dispersión de alta cizalla. Las formulaciones que contienen los fosfatos amónicos dispersos cumplen con los demás requisitos demandados a los retardantes, como corrosión, pH, densidad, etc. Las formulaciones son respetuosas con el medio ambiente al ser productos inorgánicos solubles utilizados como tales ampliamente como fertilizantes. Así, en un aspecto adicional, la invención se refiere a la composición retardante de llama donde la composición comprende además un 5-15 % en peso de una mezcla de ortofosfatos amónicos. En un modo de realización particular de la invención, el porcentaje en peso de la mezcla de ortofosfatos amónicos es del 5 %, 6 %, 7 %, 8 %, 9 %, 10 %, 11 %, 12 %, 13 %, 14 % o 15 %. En un modo de realización de la invención, los ortofosfatos amónicos son una mezcla de ortofosfato amónico monobásico (Número CAS: 7722-76-1) y ortofosfato amónico dibásico (Número CAS: 7783-28-0). En modos particulares de realización, la mezcla de ortofosfato amónico monobásico y ortofosfato amónico dibásico es una mezcla equimolecular. En modos particulares de la invención, la mezcla de ambos fosfatos se presenta en forma cristalina con un tamaño de partícula inferior a 100 mieras. De manera adicional, la invención se refiere a una mezcla diluida que comprende como producto líquido concentrado una composición retardante de llama de acuerdo con la invención, donde la composición retardante de llama se diluye en agua a una relación retardante:agua de 1:4 a 1:7 en volumen. En modos particulares de realización de la invención, la relación retardante:agua es 1:4 (i.e., el 25%), 1:4,5 (i.e., el 22,22%), 1:5 (i.e., el 20%), 1:5,5 (i.e., el 18,18 %), 1:6 (i.e., el 16,67 %), 1:6,5 (i.e., el 15,38 %), 1:7 (i.e., el 14,29 %). En un modo particular de realización de la invención, la composición retardante de llama se diluye en agua a una relación en volumen retardante:agua de 1:6 (i.e., el 16,67 %).

De manera adicional, la invención se refiere a los siguientes aspectos:

1. Una composición retardante de llama basada en polifosfato amónico, caracterizada por que la composición comprende:

a) un inhibidor de la corrosión que consiste en:

• una solución acuosa de urea, en un porcentaje entre el 3 y el 10% en peso del peso total de la composición;

• polifosfatos de sodio con una longitud de cadena entre 2 y 6;

• derivados de Zn (exceptuando fosfatos); y

• derivados de triazol.

b) un espesante inorgánico en un porcentaje entre el 1,5 y el 2,5 % en peso del peso total de la composición, donde el espesante inorgánico es sepiolita modificada micronizada o atapulgita modificada micronizada; c) un espesante orgánico en un porcentaje entre el 0,4 y el 0,8 % en peso del peso total de la composición donde el espesante orgánico es goma xantana granulada;

d) colorantes inorgánicos pigmentarios en un porcentaje entre el 0,5 y el 1,5 % en peso del peso total de la composición, donde los colorantes inorgánicos pigmentarios son derivados de la familia de los óxidos de hierro; y

e) colorantes fugitivos en un porcentaje entre el 0,2 y el 0,6 % en peso del peso total de la composición, donde los colorantes fugitivos son derivados de la familia de los rojos de cochinilla.

2. La composición retardante de llama según el aspecto 1, caracterizada por que el polifosfato amónico consiste en un 50-70 % en peso de polímero y entre el 30 y el 50 % en peso de anhídrido fosfórico (P2O5), con respecto al total de polifosfato amónico en la composición.

3. La composición retardante de llama según uno cualquiera de los aspectos 1 o 2, caracterizada por que el polifosfato amónico contiene P2O5 en un porcentaje comprendido entre el 36 % y el 38 % en peso y un índice de polimerización superior al 60 %.

4. La composición retardante de llama según uno cualquiera de los aspectos 1 a 3, caracterizada por que el polifosfato amónico es entre el 80 y el 90 % en peso del peso total de la composición, preferentemente el 85 % en peso del peso total de la composición.

5. La composición retardante de llama según uno cualquiera de los aspectos 1 a 4, caracterizada por que la solución acuosa de urea es el 4,5 % en peso del peso total de la composición.

6. La composición retardante de llama según uno cualquiera de los aspectos 1 a 5, caracterizada por que la solución acuosa de urea es urea disuelta en agua al 40-60 %, preferentemente urea disuelta en agua al 50 %. 7. La composición retardante de llama según uno cualquiera de los aspectos 1 a 6, caracterizada por que el polifosfato de sodio es Na2H2P2O7 (pirofosfato disódico), CAS 7722-88-5, con un porcentaje del 0,5 % al 2 % en peso del peso total de la composición y, más preferentemente, el 1 % en peso del peso total de la composición.

8. La composición retardante de llama según uno cualquiera de los aspectos 1 a 7, caracterizada por que el derivado de Zn es sulfato de Zn con un porcentaje entre el 0,4 % y 0,6 % en peso del peso total de la composición y, más preferentemente, el 0,5 % en peso del peso total de la composición.

9. La composición retardante de llama según uno cualquiera de los aspectos 1 a 8, caracterizada por que entre el grupo de los triazoles está el benzotriazol añadido en un porcentaje entre el 0,4 % y el 0,6 % en peso del peso total de la composición y, más preferentemente, el 0,5 % en peso del peso total de la composición.

10. La composición retardante de llama según uno cualquiera de los aspectos 1 a 9, caracterizada por que el espesante inorgánico es sepiolita modificada micronizada en un porcentaje entre el 1,5 % y el 2,5 % en peso del peso total de la composición, preferentemente el 2 % en peso del peso total de la composición.

11. La composición retardante de llama según uno cualquiera de los aspectos 1 a 10, caracterizada por que el espesante orgánico es goma xantana en un porcentaje entre el 0,4 % y el 0,8 % en peso del peso total de la composición, preferentemente el 0,6 % en peso del peso total de la composición.

12. La composición retardante de llama según el aspecto 11, caracterizada por que la goma xantana es goma xantana granulada a 80 mesh.

13. La composición retardante de llama según el aspecto 12, caracterizada por que la goma xantana granulada es microencapsulada en un tambor rotativo con un 1 % de PVA (alcohol polivinílico) y un 1 % de agua.

14. La composición retardante de llama según uno cualquiera de los aspectos 1 a 13, caracterizada por que el colorante inorgánico pigmentario comprende óxido férrico en un porcentaje entre el 0,5 % y el 1,5 % en peso del peso total de la composición y, más preferentemente, el 1%en peso del peso total de la composición.

15. La composición retardante de llama según uno cualquiera de los aspectos 1 a 14, caracterizada por que el colorante fugitivo incorpora rojo carmín CAS 1260-17-9, en un porcentaje del 0,2 % al 0,6 % en peso en peso del peso total de la composición y, más preferentemente, el 0,4 % en peso en peso del peso total de la composición.

16. Una composición retardante de llama basada en polifosfato amónico, caracterizada por que la composición comprende un espesante inorgánico en un porcentaje entre el 1,5 y el 2,5% en peso del peso total de la composición, donde el espesante inorgánico es paligorskita-sepiolita modificada micronizada o atapulgita modificada micronizada.

17. La composición retardante de llama según el aspecto 16, caracterizada por que la composición comprende además colorantes inorgánicos pigmentarios en un porcentaje entre el 0,5 y el 1,5 % en peso del peso total de la composición, donde los colorantes inorgánicos pigmentarios son derivados de la familia de los óxidos de hierro; preferentemente óxido férrico en un porcentaje entre el 0,5 % y el 1,5 % en peso del peso total de la composición y, más preferentemente, el 1 % en peso del peso total de la composición.

18. La composición retardante de llama según el aspecto 17, caracterizada por que la composición comprende además un inhibidor de la corrosión que comprende urea.

19. La composición retardante de llama según uno cualquiera de los aspectos 16 a 18, caracterizada por que el polifosfato amónico consiste en un 50-70 % en peso de polímero y entre el 30 y el 50 % en peso de óxido de fósforo (P2O5), con respecto al total de polifosfato amónico en la composición.

20. La composición retardante de llama según uno cualquiera de los aspectos 16 a 19, caracterizada por que el polifosfato amónico contiene P2O5 en un porcentaje comprendido entre el 36 % y el 38 % en peso e índice de polimerización superior al 60 %.

21. La composición retardante de llama según uno cualquiera de los aspectos 16 a 20, caracterizada por que el polifosfato amónico es entre el 80 y el 90 % en peso del peso total de la composición, preferentemente el 85 % en peso del peso total de la composición.

Todos los términos y modos de realización descritos en cualquier apartado del presente documento son igualmente aplicables a cualquier aspecto de la invención. De acuerdo con la presente invención, el término en singular “el”, “la”, “un”, “uno”, “una”, se refiere igualmente a su correspondiente en plural “los”, “las”, “unos”, “unas”, salvo que se desprenda del contexto que claramente el término se refiere a una especie en el singular. La expresión "comprende" o "que comprende", tal y como se usa en el presente documento, también describe "consiste en" o "que consiste en" de acuerdo con la práctica de patentes generalmente aceptada.

Ejemplos

La siguiente invención se describe por medio de los siguientes ejemplos, que deben interpretarse como meramente ilustrativos y no limitativos del alcance de la invención.

Ejemplo 1.- Formulaciones de la invención

Con la presente memoria descriptiva se adjunta la tabla 1, que incluye diferentes formulaciones con objeto de valorar aquellas que realmente cumplen con el objetivo buscado, de forma que a continuación se analizan una serie de ejemplos:

- Aditivo 1: polifosfato de amonio;

- Aditivo 2: agua;

- Aditivo 3: urea;

- Aditivo 4: sepiolita en polvo;

- Aditivo 5: sepiolita modificada micronizada;

- Aditivo 6: atapulgita en polvo;

- Aditivo 7: goma xantana granulada;

- Aditivo 8: pirofosfato de sodio en polvo;

- Aditivo 9: óxido férrico pigmentado;

- Aditivo 10: rojo carmín en polvo;

- Aditivo 11: benzotriazol;

- Aditivo 12: sulfato de Zn.

Formulación base (0)

La formulación (0) (Tabla 1), considerada como la base para el desarrollo novedoso de la invención, que contiene como elemento principal el polifosfato amónico e incluye aditivos conocidos, como sulfato de cinc, benzotriazol, goma xantana, óxido férrico pigmentario, sepiolita en polvo y agua, proporciona unos resultados en el umbral o por debajo de los requerimiento mínimos exigidos en cuanto a eficacia, corrosión, adherencia y estabilidad, aunque la incorporación novedosa del pigmento fugitivo de rojo de cochinilla natural de calidad alimentaria supone una ventaja medioambiental respecto a otros pigmentos fotosensibles utilizados en esta aplicación y cumpliendo con lo requerido en cuanto a visibilidad requerida. Asimismo, la formulación (0) se prepara utilizando una goma xantana de tamaño de partícula superior a 100 micras y granulada previamente. La incorporación del aditivo bajo esta forma supone una mejor dispersión en el proceso de fabricación evitando la formación de grumos y reduciendo los tiempos de fabricación notablemente.

Formulaciones (1), (2) y (3)

Las formulaciones (1), (2) y (3) (Tabla 1) incorporan todas un 1 % de pirofosfato de sodio frente al 0% de la formulación (0) y se comparan tres tipos de arcillas: sepiolita en polvo formulación (1), sepiolita modificada micronizada formulación (2) y atapulgita formulación (3). Se observa en todas ellas una mejora sustancial en cuanto a corrosión, llegando en el caso de la sepiolita modificada micronizada de la formulación (2) a entrar en los límites de la aceptabilidad según CEREN, una capacidad de adherencia/ humectación correcta y mejorada en un 50 % respecto a la anterior, así como una estabilidad correcta pero en el umbral de la aceptabilidad. Este ejemplo ilustra cómo: a) la incorporación de un tensoactivo, pirofosfato de sodio, para mejorar humectación, ha incidido favorablemente en reducir corrosión y mejorar notablemente la estabilidad y: b) la arcilla con la que se alcanza la especificación es la sepiolita modificada micronizada objeto de la invención referida en la formulación (2) y con la que se obtiene una reducción importante en la velocidad de corrosión (40 %) alcanzando valores inferiores a los requeridos por el CEREN, en comparación con la sepiolita en polvo de la formulación (1) y atapulgita de la formulación (2), habitualmente utilizadas y en el mismo porcentaje (2 %). Así, cumple también con los parámetros de eficacia mínimos requeridos según INIA a una relación de dilución con agua de 1:4 en volumen. Asimismo, los valores de humectación y adherencia sobre superficies verticales mejoran en un 30 %. Igualmente, la estabilidad también mejora en un 70 %.

Formulaciones (4), (5) y (6)

Las formulaciones (4), (5) y (6) pretenden estudiar el impacto en cuanto a corrosión, eficacia, estabilidad y coloración que puede presentar al reducir el contenido de oxido férrico pigmentario de un 1 % a un 0,6 %, lo que es especialmente relevante en el caso de retardantes con coloración fugitiva, variando en las formulaciones el origen de la sepiolita al igual que en las formulaciones (1), (2) y (3). Los resultados indican que la formulación optima sigue siendo la que contiene la sepiolita modificada micronizada (aditivo 5), cumpliendo todas las exigencias de INIA, estabilidad y coloración excepto corrosión de CEREN.

Formulaciones (7), (8) y (9)

Las formulaciones (7), (8) y (9), incorporan a la formulación agua y urea, regresando a la dosis inicial de oxido férrico del 1 %. Las diferencias entre ellas siguen siendo los tres tipos de arcillas, sepiolita en polvo formulación (7), sepiolita modificada micronizada formulación (8) y atapulgita formulación (9). De nuevo en la formulación que contiene la sepiolita modificada de la formulación (8) se observa en comparación con la formulación (2) una mejora del 23 % en cuanto a corrosión, resultando muy favorablemente dentro de los requerimientos del CEREN. En cuanto a la eficacia según INIA, presenta una mejora de un 50 % en cuanto a pérdida de peso respecto a la formulación (2) y sitúa la formulación (8) con una clasificación de eficacia máxima. Los valores en estabilidad y adherencia/humectación siguen dentro de especificación. Deja patente este ejemplo que la incorporación de la urea en disolución acuosa mejora notablemente la corrosión y la eficacia como retardante.

Formulaciones (10), (11) y (12)

Las formulaciones (10), (11) y (12) pretenden estudiar de nuevo la reducción del óxido férrico pigmentario del 1 % al 0,6 % en las formulaciones exitosas (7), (8) y (9), que incluyen urea, con el fin de ver si esta reducción no interfiere en el cumplimiento de los mínimos exigibles de corrosión y en los otros parámetros. Efectivamente, tal como se desprende de las tablas de resultados, la formulación (11), que es la que contiene la sepiolita modificada micronizada, es la que cumple todos los requerimientos técnicos de corrosión, eficacia, estabilidad y coloración. Por tanto, el óxido férrico se puede reducir al 0,6 % en estas formulaciones.

Ejemplo 2.- Resultados de corrosión en aluminio

T l 2: R l rr i n l r r inm r i n l

Anexo al ejemplo 2: Determinación de corrosión por inmersión total en aluminio. La muestra metálica necesaria para la realización del ensayo es una aleación de aluminio 2024-T3. Las muestras metálicas rectangulares tienen las siguientes dimensiones: 2,5 x 10,2 x 0,3 cm. Deben presentar un agujero de 0,5 cm de diámetro centrado a 1,3 cm de un extremo.

Preparación de las muestras. Es necesario limpiar suavemente todos los lados de las muestras para eliminar las trazas de grasa, depósitos oxidados o impurezas con un estropajo (grano medio) de dimensiones 2,5 x 7,5 cm siempre en el sentido de laminación. Cada pieza de estropajo utilizada debe usarse para un único tipo de aleación. En primer lugar, las muestras deben sumergirse en la solución limpiadora específica según la tabla en un vaso de precipitados de plástico. Las muestras no deben tocarse unas con otras.

Pasado el tiempo de inmersión en la solución limpiadora, las muestras se sacan y se frotan con un estropajo. Las chapas limpias se aclaran con agua destilada y se seca la superficie. Las chapas se secan suspendidas en un horno a 50 °C. No utilizar el mismo horno de secado que se usará para los ensayos de inmersión. Los vapores generados pueden modificar los fenómenos de corrosión. Las chapas se deben manipular con pinzas y guantes. Cuando están secan se sacan del horno de secado y se dejan atemperar aproximadamente 15 minutos. Se pesan en una balanza de precisión (0,1 mg) antes de la inmersión en el producto a ensayar.

La corrosión se estudia en inmersión total o parcial en el producto a probar. Para una inmersión total el volumen de líquido introducido debe ser de 800 ml. Para una inmersión parcial 400 ml son suficientes. Una tira reforzada con fibra de vidrio se pega atravesando el bote abierto de lado a lado a través de la apertura del frasco y a mitad de camino a cada lado. Se prepara un hilo de nailon para atar al agujero de la muestra y poder dejarla en suspensión. Se sumerge la muestra en la solución de prueba de cada frasco. Se ata con una cinta adhesiva a un lateral del bote para que quede suspendida en la posición deseada. Las muestras para los ensayos de inmersión total se colocan de manera que estén completamente cubiertas por la solución, pero sin tocar el fondo del frasco. Las muestras para los ensayos de inmersión parcial se colocan de manera que los 5 cm inferiores de la muestra estén inmersos en el retardante. Una pequeña marca de lápiz en el borde de la muestra indica el nivel de inmersión adecuado. Estos recipientes se tapan. Cada frasco debe estar correctamente etiquetado con el nombre del producto, el número de lote del producto de prueba, la identificación de la muestra sumergida en el producto y la fecha de la inmersión. Los frascos se colocan en las incubadoras a la temperatura adecuada (21 °C o 49 °C) y se dejan reposar sin mover durante los 90 días de periodo de exposición.

Final del ensayo. Una vez llegado al fin de la exposición del ensayo, los frascos se retiran de las incubadoras. Se realiza una inspección de los frascos y contenidos y se toman notas de cualquier frasco roto, solución de ensayo evaporada o muestras que se han destruido o faltan piezas. Se retiran las muestras de los frascos. Cada muestra se enjuaga con un contundente chorro de agua fría del grifo para eliminar la solución de prueba residual suelta. Las muestras se dejan secar al aire libre mientras aún siguen suspendidas del hilo de pescar. Cuando las muestras están secas (generalmente al día siguiente), se retira el hilo de pescar. Una vez secos, se eliminan los productos de corrosión de las muestras raspando con el borde plano de una espátula de acero inoxidable. En algunos casos la película inhibidora debe astillarse suavemente para realizar la limpieza de la muestra. Una vez eliminados los restos de producto y los productos de corrosión, es necesario limpiar las muestras en soluciones químicas. Cada lote de muestras (no más de seis), se limpia junto con una muestra de control. Las muestras de aluminio, acero y latón se sumergen en la solución de limpieza, apoyadas contra los lados del recipiente en un vaso de plástico de unos 600 ml, de modo que las muestras no puedan tocarse entre sí. Después de la inmersión, según se especifica en la tabla, se limpian con un estropajo nuevo. Las muestras limpias se enjuagan con agua destilada y se secan con un papel absorbente libre de pelusa y se suspenden en el horno de secado como en la limpieza inicial. Si quedan residuos persistentes, las muestras pueden limpiarse una segunda vez, usando la muestra de control para determinar el peso perdido durante la limpieza. Después del secado, las muestras se enfrían y se pesan.

Muestras de control. Las muestras de control reservadas para este fin no están expuestas a ninguna de las soluciones de ensayo. Se limpian y se pesan antes de usar junto con el conjunto de muestras expuestas y, posteriormente, se pesan nuevamente para determinar la pérdida de peso de la muestra.

Cálculos de la tasa de corrosión. La tasa de corrosión se calcula para cada muestra usando los pesos iniciales y finales, el área de superficie, la densidad de la aleación y el tiempo de exposición en la fórmula.

Donde:

- Pesoi = peso inicial de la muestra (mg)

- Pesof = peso final de la muestra (mg)

- Pesoc,i = peso inicial de la muestra de control (mg)

- Pesoc,f = peso inicial de la muestra (mg)

- Área = superficie expuesta de la muestra (in2)

- Tiempo = tiempo de exposición (h)

- Densidad = densidad de la aleación (g/cm3)

2,77 g/cm3 para el aluminio 2024-T3

7,86 g/cm3 para el acero 4130

8,53 g/cm3 para el latón

Se realizarán tres réplicas para cada ensayo. Los fabricantes pueden solicitar que se realicen réplicas adicionales. Los resultados de todos los ensayos (excepto los que sean rechazados mediante inspecciones visuales que muestren algún fallo del ensayo) con una misma aleación, temperatura y condiciones de inmersión se promediarán para determinar la tasa de corrosión final.

Ejemplo 3.- Resultados de adhesión y estabilidad

Tabla 3: Resultados de adhesión en superficies verticales y estabilidad del concentrado (sinéresis). Relación de il i n 1:4 n v l m n 2 n . n nr i n P2 n l n nr .

continuación

Las fórmulas 2, 5, 8, 11 obtienen los mejores resultados en adherencia del diluido y estabilidad del concentrado. Anexo I al ejemplo 3: Metodología para evaluar la capacidad de adherencia en superficies verticales vegetales de un retardante de largo plazo (Documento propuesto al CTN 23 SC 5 GT Retardantes de UNE).

Objeto: Evaluar la capacidad de adherencia sobre un soporte vegetal de una mezcla retardante en las condiciones de aplicación.

Procedimiento: Para ello se define un soporte de madera de pino acondicionada a 40 °C durante 4 h. Dicho soporte que tiene unas dimensiones de 10 cm x 15 cm x 3 mm espesor (disponible comercialmente como contrachapado triplay de 3 mm de grosor) consiste en tres láminas de madera de pino de 1-0,5/1 -2/1 -0,5 mm de espesor por capa y encoladas entre ellas. Al objeto del ensayo, se considera la impregnación de las capas exteriores a efecto de adherencia y eficacia. A este soporte se le dibuja una marca a 10 cm del borde inferior. Se pesa el soporte (P0) y se guarda en un desecador a temperatura ambiente (20-25 °C). Por otro lado, la mezcla retardante se prepara, de acuerdo con las instrucciones de dilución recomendadas por el fabricante, en un vaso de precipitados de 600 cm3 un volumen de mezcla de 500 cm3. La mezcla con agua se agita con varilla magnética o con agitador mecánico no intenso (200 rpm aprox.) durante 5 min. a temperatura ambiente (20-25 °C).

Inmediatamente tras parar la agitación, se sumerge verticalmente el soporte hasta la marca de 10 cm durante 5 segundos, retirándolo inmediatamente y dejándolo escurrir verticalmente por otros 10 segundos. Se pesa el soporte impregnado húmedo (P1). Se calcula la adherencia vertical (AV) como el peso depositado en gr/cm2.

AV = (P1-P0)/100

A modo de blanco, se realiza el mismo ensayo con agua destilada, PA0 del soporte y PA1 tras la inmersión.

AAV= (PA1-PA0) /100

Interpretación del resultado:

1- Criterio de ignifugación. Se sabe que una concentración de P (como P2O5) superior al 5 % no implicará la no inflamabilidad del material celulósico. Una vez calculado el peso de retardante depositado y su concentración en P2O5, se puede obtener esta concentración sobre el soporte de madera. Por otro lado, la lámina exterior (1 mm) se considera 100 % impregnable a efectos del cálculo.

Concentración de P2O5 (%) = AV x 0,20 x Rd x C

Donde:

Rd: % de concentrado en la mezcla de dilución en peso.

C: % de P2O5 en el retardante concentrado según declaración del fabricante.

2- Criterio de humectación. Se entenderá que el retardante mejora la adherencia en vertical más que el agua si el peso retenido en el caso del retardante es al menos superior en un 50 %.

Relación de retención en comparada con el agua (RR en %)

RR =(AV - AAV) x 100 / AAV

Anexo II al ejemplo 3: Estabilidad, determinación de la sinéresis a los 30 días.

Previa agitación manual, se vierte el producto y se enrasa una muestra cilíndrica a 100 cc. Se deja en reposo a temperatura entre 20-25 °C durante 30 días. Se miden los ml decantados (liquido transparente en la superficie) y se relacionan con los 100 ml de la muestra, resultando el valor directamente como un % del total.

Ejemplo 4.- Resultados de eficacia

Tabla 4: Ensa os de eficacia en la termobalanza

Anexo al ejemplo 4: ensayo de eficacia ante el fuego.

El ensayo se realiza en una mesa de combustión con seguimiento gravimétrico. Dicho dispositivo experimental está integrado por una bandeja soporte del combustible, constituida por dos placas de borosilicato de 1,5 cm de espesor, 70 cm de ancho y 120 cm de largo, que descansan sobre unos perfiles de aluminio. El conjunto reposa en una balanza con una sensibilidad de 1 g que permite efectuar un registro continuo, a lo largo del ensayo, de la variación del peso del combustible existente en la mesa, como consecuencia de su combustión.

El combustible forestal utilizado está constituido por acículas procedentes de la hojarasca de un pinar dePinus pinea(Pino piñonero). En laboratorio se eliminan las acículas en descomposición, las ramillas y los diversos residuos existentes, con el fin de conservar solamente las acículas intactas. La elección de este combustible viene determinada por la homogeneidad que presenta, su fácil disponibilidad y la facilidad de manipulación para obtener la disposición especial deseada, así como por su adecuación energética y de comportamiento del fuego a las características generales del ensayo. Las acículas son acondicionadas en cámara (Temperatura = 23 °C y humedad relativa = 50 %) hasta alcanzar un contenido en humedad en torno al 9-10 %. La determinación de la humedad se lleva a cabo mediante secado en un horno de secado (100 °C), hasta peso constante, de tres muestras tomadas del combustible inmediatamente antes de realizar el ensayo. La cantidad de combustible utilizado en cada ensayo es de 700 g/m2 de materia seca, homogéneamente dispuesta a lo largo de la mesa de quemas. El correspondiente a los 80 primeros cm de la mesa “zona sin tratar” se dispone directamente sobre la mesa del dispositivo experimental y el correspondiente a los últimos 40 cm “zona tratada” se dispone en una bandeja independiente sobre la que se aplica la solución con el producto a ensayar, o el agua, en el caso de los ensayos de control. Dicha aplicación se realiza con una mochila de extinción, cuyas características principales son:

• Capacidad: 18 l

• Volumen residual: 200 cm3

• Dimensiones del depósito: 49 cm x 65 cm

• LANZA manual de doble embolada, con filtro en la aspiración y con boquilla de doble efecto: chorropulverización.

• Alcance:

• Chorro > 8 m

• Pulverización > 3 m

• Caudal: 120 cm3 (Recorrido completo ida y retorno)

• Dimensiones de la lanza: 1070-670 mm

Concentración y dosis: Se considera una concentración de 1:4 en volumen (recomendada por las empresas solicitantes), aplicando la disolución, en agua dulce, a razón de 1 l/m2. Si bien, la empresa solicitante, puede requerir la realización de los ensayos a otras concentraciones.

Una vez realizada la aplicación, se realizan dos tipos de condiciones de ensayo o tratamientos:

• El combustible tratado se deja reposar durante 15 minutos en el laboratorio, a temperatura ambiente, y posteriormente se mantiene en un horno de secado a 42 ± 2 °C durante 30 minutos.

• El combustible tratado se deja reposar durante 15 minutos en el laboratorio, a temperatura ambiente, y posteriormente se mantiene en un horno de secado a 42 ± 2 °C durante 90 minutos.

Desarrollo del ensayo: Una vez transcurrido el tiempo definido para cada uno de los tratamientos, se dispone el combustible no tratado y el combustible tratado con la solución del producto a ensayar, en su correspondiente zona de la mesa de quemas, siendo la superficie de la zona no tratada de 80 cm x 70 cm y la de la tratada de 40 cm x 70 cm. Se toman muestras del combustible de la zona no tratada y de la zona tratada para llevar a cabo, mediante secado en un horno de secado a 100 °C, la determinación del contenido de humedad del combustible correspondiente a cada una de ellas. Asimismo, se realizan seis mediciones del espesor de la capa de acículas, tanto en la zona no tratada como en la zona tratada, a fin de verificar que dicho combustible se ha dispuesto homogéneamente. Se inicia el fuego en una línea con una mecha de algodón impregnada en alcohol y se conecta el programa de recogida de datos de la balanza. Cada 20 cm, se toman los tiempos de paso del frente y se estima la altura de la llama. Una vez que se mantiene constante el peso registrado por la balanza, lo que significa que la combustión ha finalizado, se desconecta el sistema de recogida de datos. Finalmente, se pesan por separado los restos correspondientes a la zona no tratada y a la zona tratada. En la última, se determina el contenido de humedad para valorar la cantidad de materia seca no consumida durante la combustión. Para cada una de las condiciones, se realizan al menos dos repeticiones. Durante el trascurso de cada uno de los ensayos se realizan fotografías que permitan visualizar distintos aspectos del mismo.

Como se ha señalado, el dispositivo experimental diseñado para realizar los ensayos de eficacia descritos permite efectuar un registro continuo de la pérdida de peso del combustible a lo largo de la combustión, para realizar tanto en la zona de combustible no tratada como en la zona en la que se ha efectuado el tratamiento. Los datos registrados permiten trazar la curva de variación del peso a lo largo del tiempo de duración del ensayo, durante el cual se diferencian las sucesivas fases de la combustión:

1. Establecimiento del régimen estacionario de combustión.

2. Régimen estacionario de combustión establecido en la zona de combustible no tratado, que viene representado por una línea.

3. Combustión en la zona del combustible tratado representada por la consiguiente disminución de la pendiente de la línea, en virtud de la eficacia del producto.

Para cada producto objeto del ensayo, en los informes se presentan las curvas peso-tiempo, medias de las repeticiones realizadas para cada uno de los tratamientos. En el mismo gráfico, se presenta la curva correspondiente a los ensayos “testigo”, en los que el tratamiento del combustible ha sido realizado solamente con agua, en idénticas condiciones en cuanto a las dosis y tratamientos se refiere. La comparación de la pendiente de las curvas permite visualizar la eficacia del producto frente a la del agua y la diferencia existente entre los tipos de tratamiento.

Por otro lado, y de acuerdo con el porcentaje de peso consumido respecto al dispuesto inicialmente, en la “zona tratada”, se ha propuesto la clasificación que se presenta en la tabla 1. Obviamente, para las mismas condiciones de ensayo, un mayor peso de los residuos se traduce en una mayor eficacia del producto.

Tabla 5: Clasificación de la eficacia de los retardantes

En consecuencia, para cada una de las condiciones de ensayo, la eficacia del producto se estima comparando la curva media de variación del peso con el tiempo, y la curva obtenida en los ensayos testigo, en los que el tratamiento correspondiente ha sido realizado solamente con agua. Asimismo, para cada condición de ensayo se presenta la clasificación resultante y la clasificación correspondiente a los ensayos testigo, de acuerdo con la escala propuesta. En la preparación de este ensayo, se anotan los resultados de las observaciones visuales de la coloración del producto.(Instituto Nacional de Investigación de Alimentación y Agraria, INIA).

Ejemplo 5.-Adición de fosfatos amónicos cristalinos

La formulación 8 de entre los ejemplos anteriores se usa como referencia comparativa con el mismo número de formulación, frente a nuevas formulaciones (formulaciones 13-16) que incorporan fosfatos amónicos cristalinos. Los fosfatos amónicos cristalinos son una mezcla equimolecular de ortofosfato de amonio monobásico (MAP) y ortofosfato de amonio dibásico (DAP), donde la mezcla de dichos fosfatos amónicos cristalinos tiene un tamaño de partícula inferior a 100 micras. Las formulaciones 13 y 14, comparan, con y sin urea, el impacto en la eficacia y la corrosión para una concentración de oxido férrico al 1 %, mientras que las formulaciones 15 y 16 se formulan con una concentración de oxido férrico al 0,6 %.

Tabla 6. Composición de las formulaciones 13-16 en comparación con la formulación 8 de referencia. Los valores se r fi r n l r n n iiv n l f rm l i n.

Los resultados de los ensayos de eficacia y corrosión se muestran a continuación en las tablas 7 y 8. La tabla 7 en particular muestra que las formulaciones 13-16 permiten diluciones mayores que la dilución típica 1:4, dando como resultado mezclas de aplicación que cumplen los requisitos de la clasificación INIA.

Tabla 7: Eficacia clasificación INIA

Tabla 8: Corrosión

Las formulaciones 13 y 15 indican que se puede reducir el contenido de oxido férrico mientras haya urea presente en la fórmula, manteniendo la eficacia y los valores de corrosión correctos a diluciones superiores a de 1 a 4, en concreto hasta de 1 a 5 como mínimo. Sucede exactamente lo mismo en las formulaciones 14 y 16 en las que al tener más concentración de fosforo, se puede diluir hasta 1 parte por 6 de agua como mínimo. Por tanto, la incorporación de MAP/DAP mejora notablemente la eficacia pudiendo llegar incluso a diluciones muy superiores a 1 parte por 4 partes de agua manteniendo eficacia y la corrosión en los niveles requeridos para la aplicación.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Composición retardante de llama, basada en polifosfato amónico,caracterizada por quela composición comprende:

- como inhibidor de la corrosión: una mezcla que comprende (a) urea, en un porcentaje entre el 3 y el 10 % en peso del peso total de la composición y en forma de solución acuosa; (b) polifosfatos de sodio con una longitud de cadena entre 2 y 6; (c) derivados de Zn exceptuando fosfatos y, (d) derivados de triazol;

- como espesante inorgánico: sepiolita modificada micronizada en un porcentaje entre el 1,5 y el 2,5 % en peso del peso total de la composición;

- como espesante orgánico: goma xantana granulada en un porcentaje entre el 0,4 y el 0,8 % en peso del peso total de la composición;

- como colorantes inorgánicos pigmentarios: derivados de la familia de los óxidos de hierro en un porcentaje entre el 0,5 y el 1,5 % en peso del peso total de la composición, y;

- como colorantes fugitivos: derivados de la familia de los rojos de cochinilla en un porcentaje entre el 0,2 y el 0,6 % en peso del peso total de la composición.

2. La composición retardante de llama de acuerdo con la reivindicación 1,caracterizada por quela adición de polifosfato amónico es de entre el 80 y el 90 % en peso del peso total de la composición, preferentemente el 85 % en peso del peso total de la composición.

3. La composición retardante de llama de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2,caracterizada por queel polifosfato amónico tiene un contenido en polímero entre el 50 y el 70 % en peso y el contenido en anhídrido fosfórico entre el 34 y el 40 % en peso, con respecto al total de polifosfato amónico en la composición, preferentemente en donde el polifosfato amónico tiene un P2O5 comprendido entre el 36 % y el 38 % en peso y un índice de polimerización superior al 60 %.

4. La composición retardante de llama de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,caracterizada por quela adición de urea es del 4,5 % en peso del peso total de la composición.

5. La composición retardante de llama de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,caracterizada por queel polifosfato de sodio es Na2^P2Oz (pirofosfato disódico), CAS 7722-88-5, con una adición del 0,5 % al 2 % en peso del peso total de la composición y, más preferentemente, el 1 % en peso del peso total de la composición.

6. La composición retardante de llama de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,caracterizada por queel derivado de Zn como inhibidor de la corrosión complementario es sulfato de Zn con un porcentaje entre el 0,4 % y el 0,6 % en peso del peso total de la composición y, más preferentemente, el 0,5 % en peso del peso total de la composición.

7. La composición retardante de llama de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,caracterizada por quecomo inhibidor de la corrosión complementario, el benzotriazol está entre el grupo de los triazoles añadido en un porcentaje entre el 0,4 % y el 0,6 % en peso del peso total de la composición y, más preferentemente, el 0,5 % en peso del peso total de la composición.

8. La composición retardante de llama de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,caracterizada por quecomo espesante inorgánico se incorpora sepiolita modificada micronizada en un porcentaje entre el 1,5 % y el 2,5% en peso del peso total de la composición, y más preferentemente, el 2% en peso del peso total de la composición.

9. La composición retardante de llama de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,caracterizada por quecomo espesante orgánico se incorpora goma xantana granulada a 80 mesh en un porcentaje entre el 0,4 % y el 0,8 % en peso del peso total de la composición y, más preferentemente, el 0,6 % en peso del peso total de la composición.

10. La composición retardante de llama de acuerdo con la reivindicación 9,caracterizada por quela goma xantana granulada es goma xantana microencapsulada.

11. La composición retardante de llama de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10,caracterizada por quecomo colorantes inorgánicos pigmentarios se incorpora óxido férrico en un porcentaje entre el 0,5 % y el 1,5% en peso del peso total de la composición y, más preferentemente, el 1 % en peso del peso total de la composición.

12. La composición retardante de llama de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11,caracterizada por quecomo colorantes fugitivos se incorpora el rojo carmín<c>A<s>1260-17-9, en un porcentaje del 0,2 % al 0,6 % en peso del peso total de la composición y, más preferentemente, el 0,4 % en peso del peso total de la composición.

13. La composición retardante de llama de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, donde la composición comprende además una mezcla de ortofosfatos amónicos en un porcentaje del 5-15% en peso del peso total de la composición, preferentemente en donde los ortofosfatos amónicos son una mezcla de ortofosfato amónico monobásico (MAP) y ortofosfato amónico dibásico (DAP), más preferentemente donde la mezcla de ortofosfato amónico monobásico y ortofosfato amónico dibásico es una mezcla equimolecular.

14. Una mezcla diluida que comprende una composición retardante de llama de acuerdo con la reivindicación 13, en donde la composición retardante de llama se diluye en agua a una relación retardante:agua de entre 1:4 a 1:7 en volumen, preferentemente en donde la composición retardante de llama se diluye a una relación retardante:agua de 1:6 en volumen.