MX2013010870A - Proteccion antiflamas. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un agente ignífugo inorgánico no-halógeno del lodo rojo modificado, rehidratado (MR2S) con una composición mineral de 10 a 50 por ciento de peso de compuestos de hierro, 12 a 35 por ciento de peso de compuestos de aluminio, 5 a 17 por ciento de peso de compuestos de silicio, 2 a 21 por ciento de peso de TiO2 y 0,5 a 6 por ciento de peso de compuestos de calcio, donde la cantidad de hidróxidos y oxihidratos en los compuestos de hierro es mayor o igual al 50 por ciento en peso, preferiblemente mayor o igual al 80 por ciento de peso en comparación con la cantidad de óxidos presentes en los compuestos de hierro y donde la cantidad de hidróxidos y oxihidratos en los compuestos de aluminio es mayor o igual al 50 por ciento en peso, preferiblemente mayor o igual al 80 por ciento de peso en comparación con la cantidad de óxidos presentes en los compuestos de aluminio. Más allá se refiere esta invención a un sistema de materiales antifuego que se compone de un material combustible y de un agente ignífugo inorgánico,l no-halogenado y a el proceso para la producción del mismo.

Description

PROTECCIÓN ANTIFLAMAS i CAMPO DE LA INVENCIÓN La Invención se refiere al Campo de los Agentes Inorgánicos Ignífugos (AFM) .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los agentes ignífugos son sustancias inhibidoras de incendios, que deben aislar, retardar o evitar la propagación de incendios. [ Los agentes ignífugos tienen su aplicación en todos los sectores, donde se presenten posibles fuentes de ignilción o donde a través de la utilización de materiales combusítibles se presente un riesgo de seguridad.

La creciente demanda en materia de seguridad, y el creciente uso de los plásticos de alta calidad en lugar de los metales y aleaciones metálicas, por ejemplo, en obras de construcción civil, la Industria aeronáutida y automovilística, así como interiores, han conducido \ a una creciente demanda de agentes ignífugos. j El modo de acción de los agentes ignífugos está ibasado en diferentes efectos: ; Interrupción de la reacción en cadena de radicales de los gases producidos durante la pirólisis del material.

Formación de una capa protectora hecha 'de un material carbonizado (intumescencia) para evitar el acqeso de oxígeno y calor. enfriamiento del proceso de combustión mediante la activación de una descomposición endotérmica o a través de la evaporación del agua enlazada.

Dilución de los gases combustibles gaseosos con sustancias gaseosas inertes; Condensación, es decir formar una masa fundida, que fluye desde la zona en llamas y asi reduce el átea de superficie.

La mayoría de los agentes ignífugos desencadenan , uno o •varios de los efectos químicos antes nombrados: | Por tanto se pueden diferenciar 4 tipos de agentes ignífugos agentes ignífugos aditivos - estos son incorporados a los materiales combustibles. ! agentes ignífugos reactivos - sustancias, que a través de la polimerización de los plásticos, se convierten en parte del material. ¡ agentes ignífugos inherentes - el material es en sí mismo retardador de llamas. ; Recubrimientos - el agente ignífugo es aplicado por fuera al material combustible como una capa recubridora.; Importantes agentes ignífugos reactivos e inheréntes, pero también los aditivos, son entretanto, por fázones toxicológicas, es decir, la formación de gases tóxicos durante la descomposición, muy criticados y han dé ser sometidos a evaluaciones rigurosas de riesgos, por lo que los agentes ignífugos inorgánicos se han vuelto cada ez más importantes: Los Indices de Producción Mundial pueden ser extraídos por ejemplo del reporte danés EPA ("Retardador bromados de Llama. Análisis del flujo de sustancias y evaluación de alternativas" (1999) ) . Según este, se reparten los grüpos de agentes ignífugos de la siguiente forma: 50 % Agentes ignífugos inorgánicos (AFM)1 por ejemplo, ATH (Al (OH) 3) y MDH (Mg(OH)2), 25 % Agentes ignífugos halogenizados ; 20 % Compuestos orgánicos de fósforo; 5 % Agentes ignífugos a base de nitrógeno; ¦ El hidróxido de aluminio (ATH) se utiliza, basado en la cantidad, como principal retardador de llama inorgánico. ATH se obtiene en el proceso Bayer a partir de la bauxita. Este proceso genera como un producto de desecho el lodp rojo (RS) . Bajo lodo rojo (RS) ha de entenderse a continuación como el residuo del proceso Bayer generado durante extracción de ATH de la bauxita El lodo rojo (RS) , que se puede representar de una manera determinada como la bauxita menos ATH, es un material muy heterogéneo (véase la Figura 1), por ejemplo, resp!ecto a sus propiedades endotérmicas, su composición química y mineralógica, su valor pH, etc.

¡ La causa de la heterogeneidad se basa por un lado, en el uso de bauxitas con diferente composición, pero principalmente en si el proceso Bayer trabaja con proceso Autoclave o con el sistema de tubo de digestión. ?? el proceso de trituración por autoclave se agrega para la digestión 30 a 35 % de hidróxido sódico y se alcanza así una presión de 6 a 8 bar. El método de tubo de digestión fue ¡ desarrollado para reducir el tiempo de reacción de 6 a 8 horas a menos de 1 hora, a través del incremento de la temperatura durante el proceso a 270° C. A esta temperatura se llega sin embargo a una presión de vapor al final del reactor de 60 bar. Las altas temperaturas aplicadas ,en el proceso de tubo de digestión influencian también la composición del lodo rojo. Por ejemplo el equilibrio ;én el sistema Fe-02-H20, esta desplazado, durante el proceso de tubo de digestión, casi por completo hacia hematitas.

Debido a la heterogeneidad de los lodos rojos (RS) ! ño se ha podido encontrar hasta ahora una aplicación económicamente significativa. Por esto el lodo rojo (RS) está categQrizado casi exclusivamente como residuo que ha ser depuesto en vertederos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN i El problema técnico que subyace en la invención es, por tanto, evitar las desventajas mencionadas anteriormente proporcionando un nuevo y económicamente utilizable retardador de llama inorgánico.

Este problema se ve resuelto a través d las reivindicaciones independientes adjuntas. Otros desarrollos y formas de realización ventajosas de la presente invención son definidas en las reivindicaciones dependientes.

La presente invención se refiere a un agente ignifugo inorgánico no-halógeno-tóxico con una composición mineral de 10-50 por ciento de peso de compuestos de hierro, 12 - :35 por ciento de peso en compuestos de aluminio, 5-17 por ciento de peso de Si02, 2 - 21 por ciento de peso de Ti02, 0,5 a' 6 por ciento de peso de CaO y 3 - 10 por ciento de peso de Na=0.

Se prevé, que en el agente ignifugo inorgánico de acuerdo con esta invención, la relación de hidróxido / óxihidratos de aluminio a óxidos de aluminio superior o' igual I a 1 (es decir, al menos 50 por ciento de ¦ peso, preferiblemente 80 por ciento de peso de hidróxido / Óxihidratos) y la relación de los óxihidratos de hierro! a los óxidos de hierro la misma es mayor que 1 (es decir, al menos 50 por ciento de peso, preferiblemente 80 por ciento die peso de los Óxihidratos) . Se dispone además que el agente ignífugo inorgánico sea lodo rojo modificado y rehidratado (MR2S) .

Además también puede ser ventajoso que en el lod rojo modificado, rehidratado (MR2S) : la proporción de Na20 soluble es menor o igual a 0,03 por ciento de peso, el tamaño medio de partícula (d 50) de menos o igual a 50 mieras, preferentemente de 0,5 a 10 mieras y la humedad residual es menor o igual a 0,4 por ciento de peso. A través de esto se i desarrolla un uso económicamente viable del lodo rojo' (RS) , que entre otros reduciría el problema de la costosa eliminación de lodo rojo (RS) en su calidad de qostoso residuo especial.

Más allá proporciona la presente invención un sistema de materiales a prueba de fuego que está comprendido p0r un material combustible, un agente ignífugo de acuerdo a esta ! invención y un proceso para la producción de sisterhas de materiales a prueba de fuego, que comprende los sigulientes pasos: la puesta a disposición de un material combustible, la mezcla o recubrimiento del material combustible con el 'agente ignífugo de acuerdo a esta invención así como la obtención del sistema de materiales a prueba de fuego.

Así es preparado el lodo rojo modificado rehidratado (MR2S) , que resulta ser un excelente agente ignífugo inorgánico. Sorprendentemente se descubrió además que i el así preparado lodo rojo modificado rehidratado (MR2S) , cuando es trabajado en sustancias combustibles, como por ejemplo en polímeros como el AFM, ocasiona un acristalamie:nto o sinterización de las cenizas en caso de incendio. Bajo acristalamiento o sinterización se entiende que la suátancia combustible en la cual se trabajó el AFM de acuerdo ¡a esta invención no se volvió liquida ni se determinó la presencia de pavesa luego del incendio. Por el contrario presenta una ceniza, que aún posee ciertas propiedades mecánicas, especialmente una extraordinaria flexibilidad. Esto es especialmente ventajoso, ya que por ejemplo a través ello i se evita la formación de pavesa, que podría en su pr sencia ser aspirada. De la misma forma es también especialmente ventajoso que no se produzca la fluidización del sist!ema de materiales combustibles, a través de lo cual se reduce la i propagación del incendio. Más aun especialmente ventaj!oso es que a través de eso, la llegada de oxígeno al centro del sistema combustible se reduce, de forma tal que se evjita la propagación o penetración del fuego. El acristalamiento de la ceniza se demuestra especialmente ventajoso, por ejemplo en el aislamiento de los cables, que a través de ese ¡efecto mantienen su funcionalidad aun en caso de incendio.

Si se modifica el lodo rojo (RS) , demuestra $ér un excelente agente ignifugo inorgánico libre de halógenos. Por modificaciones se entiende por ejemplo lo siguiente: : Puesta a disposición del lodo rojo (RS) , : Análisis de los componentes del lodo rojo, (RS) preparado, Rehidratación del lodo rojo, Transformación física del lodo rojo rehidratado.

Otras modificaciones pueden ser por ejemplo las siguientes: El lavado del lodo rojo preparado, por ejemplo con agua, El lavado del lodo rojo rehidratado (RS) , por e emplo con agua, El secado del lodo rojo rehidratado (RS) i La transformación física del lodo rojo rehidratado, para ventajosamente adquirir la deseada distribución granular, por ejemplo a través de moler y cernir, ' Complementación del lodo rojo rehidratado, ; luego I de ser físicamente procesado y secado, por ejemplo cón una matriz polimérica, La adición de sustancias endotérmicamente reactivas como ATH (Gibbsita, Bohemita) , hidróxido de magnesio (MDH) o goethita, etc. para optimizar las propiedades térmicas ¡ , si es necesario el rango de temperatura en el cual el agente ignifugo (AF ) inorgánico reacciona.

Sustancias oxidicas, por ejemplo del Al o !Fe se convierten durante la rehidratación en sustancias hidtóxidas por ejemplo: bohemita (óxihidratos de aluminio) se convierte en gibbsita (Al (OH) 3); A1203 en gibbsita; hematita (óxido de hierro) en goetita (óxihidratos de hierro) . Ósea que a partir de sustancias que en el rango deseado de 180 at 350°C no muestran ningún efecto o poco, surgen sustancias con un potencial endotérmico máximo. A través de este procesó, que altera la composición química y mineralógica del lodo rojo (RS) , se ven aumentadas la entalpia endotérmica y así el efecto ignífugo, de tal manera que se crea un agente ignífugo inorgánico (AFM) con un efecto claramente definido, independientemente de si el RS proviene del método Autjoclave o del método de tubo de digestión.

El así producido rehidratado y modificado lodo rojo (MR2S) puede ser preparado, para su utilización como ¡agente ignífugo inorgánico (AFM) en los sistemas de materiales con propiedades definidas. Cuanto mayor sea la entalpia endotérmica luego de la rehidratación, menor tiene que 'per el grado de relleno en el sistema de materiales.

Ya que la reacción endotérmica del lodo rojo modificado y rehidratado (MR2S) cubre un rango de temperatura de aproximadamente 180° C hasta 350° C, el uso de ATH y /, o MDH puede ser sustituido parcial o totalmente por el lodo rojo modificado y rehidratado ( R2S) es decir con una sola sustancia. ! El lodo rojo modificado y rehidratado (MR2S) puede ser modificado en término de su superficie, en particular, para facilitar la incorporación a los sistemas de materiales1.

El lodo rojo modificado y rehidratado (MR2S) pue¡de, en particular, estar recubierto con nanoarcillas . A través de esto, en caso de incendio, se mejora el acristalamiento de la ceniza. Los compuestos de arcilla contenidos en el lodo rojo modificado y rehidratado (MR2S) crean por si mismos un acristalamiento de la ceniza.

En particular, el lodo rojo modificado y rehidratado (MR2S) que contiene partículas finas tiende a sinterizar a altas temperaturas, a través de lo cual se forman las drizas acristaladas antes descritas. ! En resumen cubre el lodo rojo modificado y rehidratado (MR2S) los campos de aplicación del ATH y MDH y va aún más allá a través de sus efectos ignífugos. Medianjte el recubrimiento con nanoarcillas se soluciona también, a 'través de la mejora en el acristalizado, el problema de la Ceniza. Como el lodo rojo (RS) está a la disposición en qjrandes cantidades como materia prima para el lodo rojo modificado y rehidratado ( R2S) , es posible equipar especialmente productos en masa de valor de mercado, a precios económicos con agentes ignífugos inorgánicos (AFM) . : Para la integración del agente ignifugo inorgánico; (AFM) en materiales combustibles, por ejemplo polímero^ la proporción de sodio soluble en agua (expresado como porcentaje de peso de Na20) tiene que ser reducida en la medida de lo posible con el fin de aumentar la resistencia al agua de los polímeros. Esto es especialmente importantfe, por supuesto, para el aislamiento de los cables. j Se expondrá un sistema de materiales a prueba de fuego que comprende un material combustible y un material retardador de llama (en lo sucesivo agente ignifugo o retardador de llama) caracterizado por la composición mineral del retardador de llama: ¡ 10 50 porcentaje de peso de compuestos de hierro 12 35 porcentaje de peso de compues os de aluminio 5-17 porcentaje de peso de Si02, 2 10 porcentaje de peso de Ti02, 0,5 - 6 porcentaje de peso de CaO y 3 -10 porcentaje de peso de Na20 La composición mineral puede ser especialmente el lodo rojo modificado y rehidratado (MR2S) . Es decisivo qué los enlaces de hierro y de aluminio estén presentes predominantemente en forma de hidróxidos u óxihidratos y no í como óxidos. A través del proceso de rehidratacipn se transforman todos los enlaces de aluminio y de hierro, principalmente en hidróxidos u óxihidratos. En el casó del aluminio se transforman en gamma A1203 y bohemita en i gibbsita, el hierro-hematita en goetita. Asi se locara el nivel más alto de entalpia endotérmica y por lo tarito el retardo de llama más alto posible.

El sistema de materiales puede ser materiales de construcción, productos plásticos, productos de caucho, madera aglomerada, o aislamientos o revestimientos de cables i de uno o más polímeros.

El sistema de materiales puede estar constituido por el retardador de llama en una proporción entre 3 - 95 por ciento de peso.

El material retardador de llama puede tener la composición mineral (MR2S) en una proporción entre 30-lj00 por ciento de peso y la correspondiente parte restante dé 0-70 por ciento de peso puede ser abarcada por otra composición retardadora de llama o un aditivo retardador de llama. ¦ Otras composiciones retardadoras de llama o aditivos retardadores de llama pueden abarcar sustancias inorgánicas y no-tóxicas de reacción endotérmica.

Otras composiciones retardadoras de llama o aditivos retardadores de llama pueden abarcar en particular, hidratos de sal, hidróxidos y carbonatos.

El contenido de Na20-soluble debe ser ajustado a < 0,03 por ciento de peso, respectivamente 0, 003 por ciento dé, peso, respectivamente 0,003 - 0,03 por ciento de peso.

Se describe el uso del arriba descrito material i retardador de llama como retardador de llama para sistemas de materiales combustibles, materiales de construcción combustibles, plásticos, cauchos, madera aglomeráda o revestimientos de cables. 1 i Se describirá también un proceso para la producción de sistemas de materiales a prueba de fuego que comprenden las etapas de: a. puesta a disposición de un material combustible, b. mezcla o recubrimiento del material combustible con el retardador de llama, y a través de eso ' c. la obtención de un sistema de materiales a prueba de fuego. i La composición mineral del material retardador de! llama estipulado en la etapa b.- puede ser de grano fino y. puede ! tener preferiblemente un diámetro medio de partícula (d50) de 0,5- 50 µp?, preferiblemente 0,5 -10 m. ¡ El material retardador de llama puede ser tratado físicamente, especialmente molido, antes de la mezcla i o del revestimiento estipulado en la etapa b.

El material retardador de llama puede ser sometido a un tratamiento de superficie, en particular un recubrimiento con sustancias que mejoran la compatibilidad del material retardador de llama como una matriz polimérica, o que producen un mejor acristalamiento de la ceniza, lo c^ál en caso de incendio impide la difusión de Gases oxijdantes (pirólisis) hacia -la llama, lo cual respectivamente aisla la superficie y en caso de tratarse de sistemas de cables, garantiza la funcionalidad el mayor tiempo posible1 bajo condiciones de fuego.

Materiales tales como silanos, ácidos grasos y plastificantes y los métodos conocidos encuentran aplibación para el recubrimiento de la superficie del material retardador de llama. Para mejorar el acristalamiento dé las cenizas, se emplean en particular las nanoarcillas, ; ácido bórico y sus derivados de metal, así como estannato de inc y /o hidroxiestannato de zinc, así como combinaciones dé los compuestos mencionados anteriormente. Para así lograr evitar el efecto "Combustión sin llama". I DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Bajo el término de sistema de materiales a prueba de fuego se entiende un dispositivo, en el que un material combustible se combina con un retardador de llama, para asi retardar o evitar la ignición, por fuego o calotí, del material combustible que se encuentra en el dispositivo. En particular, el retardador de llama está conectado de ¡manera fija con el material combustible, por ejemplo mediante 'mezcla o recubrimiento.

Bajo el término "retardador de llama" en el sentíido de i la invención, se entienden aquellos agentes ignífugos, especialmente los ignífugos inorgánicos no-tóxicos y libres de halógenos, en particular el lodo rojo modifiqado y rehidratado (MR2S) .

Bajo materiales combustibles o materiales inflamables se entienden simplemente materiales que sean combustibles o i inflamables, especialmente polímeros y los hidrocarburos no volátiles. Por ejemplo dispersiones acrílicas, resinas acrílicas, elastómeros, resinas epóxicas, dispersiones de látex, resinas de melamina, poliamida (PA) , polietileno! (PE), copolímeros de PE, copolímeros de polietileno termoplás;ticos, copolímeros de PE reticulados, resinas de fenol, resinas de poliéster (UP) , poliuretano, polipropileno (PP) , cloruro de polivinilo (PVC), plastisoles de PVC, elastómeros termoplásticos basado en uretano (TPU) , resinas de és er de vinilo, betún y otros combustibles e inflamables ' deben entenderse aquí como sinónimos. ¡ Bajo lodo rojo (RS) se entiende el residuo producido durante del proceso Bayer, que es generado por la extracción de ATH a partir de bauxita. Bajo lodo rojo modificado y ¡ rehidratado (MR2S) se entiende un producto, que está hecho de lodo rojo (RS) y que se crea por rehidratación, secado, molienda, mezcla de sustancias y revestimiento ¿le la superficie. Lodo rojo modificado y rehidratado (MR2S) tiene una humedad máxima de 0,4 por ciento de peso, una cantidad de i Na20 soluble de < 0,03 por ciento de peso y un tamáño de grano (d 50) de 0,5 -50 µ?t?, preferiblemente de 0,5 a ??,µp?.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN En la presente invención se utilizará un llamad© lodo rojo modificado y rehidratado (MR2S) como agente ignífugo inorgánico (AFM) . í , El lodo rojo se produce durante la producción de ailúmina mediante el proceso Bayer. En el proceso de Bayer, se seca y se muele la bauxita adecuada, se mezcla en la relación calculada con una solución acuosa concentrada de hidróx|ido de sodio, y es procesada con el método de autoclave o con el proceso de tubo de digestión a temperaturas y prejsiones elevadas . ¡ La solución resultante de aluminato de sodio se siepara. i i De ahí será precipitado el ATH, luego de ser diluida por agitación con el recién precipitado ATH como cristal semilla.

Del hidróxido de aluminio (ATH) se genera alúmina, A1203 y de i ahí se produce el aluminio.

Los residuos no diluidos del método de autoclave ø del método de tubo de digestión se separan, se lavan, se engruesan y se vierten como lodo rojo en vertederos. El nombre de lodo rojo se lo debe a su color rojo que es ocasionado por su alto contenido de hierro. i Por cada tonelada producida de aluminio, dependiendo de la calidad de la bauxita utilizada se generan, \ como coproducto inevitable, 1-2 toneladas de lodo rojo con un contenido de agua de aproximadamente 50%. Cada año se generan muchos millones de toneladas, que, unidas & las cantidades ya almacenadas en los vertederos, representan un serio problema. Dado que aún no se ha tenido éxito en la implementación del lodo rojo en una aplicación económicamente relevante, se considera todavía como un desecho y se enVía a disposición. La disposición del lodo rojo se lleva a ióabo, básicamente, a través del almacenamiento en vertederos I sellados. Esta forma de almacenamiento es costosa y compleja, ya que se requieren grandes vertederos con grandes áreas de relleno y se producen altos costos incurridos por el transporte del lodo rojo. Además se demuestran problemáticos los costos a largo plazo que traen consigo estos depójsitos, especialmente los del control del relleno sanitario. Por estos motivos, es el desarrollo de un uso económicamente viable del lodo rojo requerido con urgencia. i La composición de lodo rojo secado se determina en gran parte por la composición de la bauxita utilizada^ Gran impacto tiene también la lixiviación a presión con NaOHj en el proceso de Bayer durante el proceso de autoclave, o proceso de digestión tubo respectivamente. En la Tabla 1, se muestran composiciones típicas y anchos de banda promedió en I porcentaje de peso. Ya que en épocas anteriores el proceso Bayer era menos eficiente, se puede encontrar e los vertederos lodo rojo, que difiera de los valores expuestos.

Tabla 1 Composición de los lodos rojos El lodo rojo (RS) constituye, de forma mineralógica, una mezcla de diferentes minerales y óxidos, que, como ya ¡ se ha i mencionado, es determinada principalmente por la composición de la bauxita utilizada y el proceso de lixiviación. RS contiene por ejemplo gibbsita, bohemita, gamma A1203, goetita, hematita, rutilo, anatasa, cuarzo, caolinita, hidroxilsodralita, calcita, y otras sustancias.

Las mediciones de la distribución del grano muestran que RS se presenta como un polvo muy fino.

Otros estudios, tales como por ejemplo con ayuda del análisis térmico diferencial (DTA) muestran que el barr<*> rojo (RS) ostenta una reacción endotérmica. La causa de esto es que los residuos de hidróxidos u óxihidratos de aluminio I (gibbsita y boehmita) y hierro (goetita) que reaccionan endotérmicamente liberando agua se encuentran en el1 lodo (RS) . Sin embargo varia la conducta endotérmica desde muy débil hasta claramente notable. Tanto el recién producido RS, como el que está almacenado en vertederos muestran' esta conducta. Amplias investigaciones analíticas explican éste fenómeno: sólo los restos de hidróxidos y óxihidratos jen RS como, por ejemplo, gibbsita, bohemita, goetita muestran la conducta endotérmica antes descrita, incluyendo la liberación de agua dentro del rango de temperatura de aprox. 180 ? C - 350° C. La cantidad presente de estos restos dependen definitivamente de la bauxita empleada, pero sobre tod del proceso de preparación de la pasta y la temperatura y presión a las que fue sometida. Mientras sean más altas; las temperaturas durante la preparación, mayor será el desplazamiento del equilibrio de los compuestos de Al y Fe desde los hidróxidos, sobre los óxihidratos hasta los ;óxidos puros, que ya no muestran ningún tipo de reacción endotérmica en el rango de temperatura preferido entre 180 y ¡350°C.

Debido a esto, se presentan grandes fluctuaciones en la conducta endotérmica y la deseada disociación de agúá. El lodo rojo (RS) asi como se presenta luego de la producción no puede ser utilizado como un AFM definido. ¡ De acuerdo con la invención, se modificará el barrio rojo (RS) , en particular se rehidratará, para. la significativamente mejora de su comportamiento endotérmico y I la disociación de agua, y para abrir la posibilidad de producir un muy eficaz, reproducible y en cierta , forma estandarizado retardador de llama inorgánico. El camino conduce a través del aluminio, sobre la conversión del, óxido de aluminio y de los óxihidratos de aluminio en hidróxidos de aluminio, es decir, gamma A1203 es ATH (gibbsita) y alúmina (bohemita) es ATH (gibbsita) . En caso del hierro se con ierte I i el óxido de hierro (hematita) en óxihidratos (goetita) .

I Después de la rehidratación, se encuentran la mayoría de los compuestos en forma de hidróxidos y óxihidratos, de modo que el descrito lodo rojo modificado y rehidratado ; puede desarrollar su máximo potencial como AFM. Ya que' sólo hidróxidos y los óxihidratos muestran la reacción endotérmica y la disociación de agua.

El lodo rojo modificado y rehidratado (MR2S) es un producto creado a través de reacciones químicas del lodo rojo (RS) , que tiene una composición química y mineralógica, comparada con la del lodo rojo (RS) , que se producid como desecho durante el proceso Bayer, completamente diferente. En el lodo rojo modificado y rehidratado (MR2S) predominan los hidróxidos y óxihidratos. A través de las modificaciones, anteriormente descritas, pueden ser producidos por primera vez productos competitivos para los agentes inorgánicos ignífugos no-halógeno-tóxico . 1 Producción de MR2S La producción del lodo rojo modificado y rehidratado ( R2S) , se logra básicamente a través del tratamiento del lodo rojo (RS) con ácidos minerales inorgánicos, en particular, con ácido sulfúrico o con ácido clorhídrico J Pudiendo así, por ejemplo, ser mezclado el lodo rojo (RS) con ácido sulfúrico concentrado (por ejemplo 96%: -, o 70%) . A través de la adición de agua pueden ser ajustadas, en referencia a la solubilidad y de acuerdo a los lodos ' rojos disponibles, las temperaturas y concentración de ¡ ácido óptimas. Por lo cual se disuelven en gran medidá los hidróxidos de Aluminio como gibbsita, los óxihidrat s de aluminio como bohemita y gamma A1203, pero tambié los óxihidratos de hierro, tales como goetita y óxidos de hierro, tales como hematita en sulfatos de aluminio y hierro.

A través de la rehidratación pueden ser recuperadas las sales de Aluminio y Hierro en forma de hidróxidos u I óxihidratos. Con la asi lograda transformación de los óxidos y óxihidratos se incrementa la entalpia endotérmica respecto a la composición química del lodo rojo que se usaj como materia prima de partida (RS) . La proporción entre hidr<jí>xidos / óxihidratos y óxidos, luego de la rehidratación se inclina en gran parte hacia el lado de los hidróxidos / óxihidraitos .

Después del tratamiento del lodo rojo RS con áóidos, I puede separarse del residuo insoluble del filtrado áqido y puede llevarse a cabo la precipitación, de los hidróxidos u i óxihidratos, aisladamente del residuo filtrado no solublje.

La rehidratación se lleva a cabo de forma tal que el i : ¦ barro rojo, normalmente alcalino, (RS) es transferido; a un ¡ medio ácido, y luego de la liberación de los óxidos e i í hidróxidos/óxihidratos es realcalinizado . Ahí se precipitan i las sales metales, especialmente sulfatos metálicos ' como i hidróxidos u óxihidratos. A través de lo cual, el contiénido j de óxidos se ve reducido en gran medida o es completamente convertido en hidróxidos / óxihidratos. ! Mientras que la preparación de los retardadores de ;llama inorgánicos convencionales, tales como ATH, se lleva á cabo sólo en el intervalo alcalino, y por ejemplo, el contenido de Na20-soluble y el valor de pH es optimizada ' mediante el lavado, se pueden obtener durante la preparación del; lodo rojo modificado y rehidratado ( R2S) productos optimizados, tanto en relación a su comportamiento térmico, como también en relación a sus propiedades químicas, como por ejemplo el contenido de Na20-soluble, etc., y adaptados aj las aplicaciones específicas, gracias al cambio del ¡medio ambiente de alcalino a ácido y luego de neutro 1 hasta alcalino. Así se puede definir, por ejemplo, por "titulación" de ácido a alcalino una cantidad de Na20-soluble de mertós de 0,003 por ciento de peso. : La descripción general del proceso de fabricación del lodo rojo modificado y rehidratado (MR2S) muestra que áón un lodo rojo modificado y rehidratado (MR2S) por modificación, especialmente la rehidratación del lodo rojo (RS) , ¡puede ganarse una sustancia nueva diferente a la original jen su composición, en comparación con su materia prima inicialj, que es nueva en términos de su composición química y mineralógica, en términos de su comportamiento térmico y en í términos de su comportamiento físico, y que se :puede i configurar específicamente para cada aplicación, siendo las propiedades necesarias para este fin ajustables y¡ asx reproducibles y especificas. i Especialmente responsables por la reacción endotérmica I en el lodo rojo (RS) son tanto los hidróxidos / óxihidratos de aluminio (gibbsita y boehmita) como los de jiierro (goetita) . En la figura 1 se muestran las Curvas térmoanaliticas (DTA) de la boehmita (Figura la), hidrargillita (gibbsita) (Figura Ib) y de la goethita (figura le) (de G. Liptay, Atlas de curvas térmoanaliticas, He†den & Son Ltd., Londres. 1973).

Dependiendo de los restos de hidróxidos / óxihidr tos y óxidos de aluminio y de el hierro residual del proceso j ayer contenido en el lodo rojo (RS) pueden ganarse, luego de la rehidratación, casi en su totalidad las sales de aluminio y de hierro como hidróxidos/óxihidratos. El análisis qihimico del lodo rojo (RS) especifica, qué tan alto puede s¡er el contenido máximo de hidróxidos/óxihidratos después de la rehidratación. Definiendo asi el efecto endotérmico. '! Efectos endotérmicos más altos, que van más allá dé las i capacidades de rehidratación de los hidróxidos / óxihidratos y óxidos encontrados en el RS pueden ser logrados solamente mediante la adición de hidróxidos/óxihidratos, por ejemplo, de aluminio, hierro o magnesio.

Ejemplo 1 + 2 Se mezclan aprox. 50 g de una prueba de lodoj rojo proveniente de un proceso de autoclave y de un proceso de tubo de digestión con 200 mi de H2S04 al 70% y finalmente se revuelve durante 1 hora. Para acelerar el proceso de i disolución se le agrega a cada mezcla 600 mi dei agua destilada. Las suspensiones se colocan sobre una fuente de calor, donde, complementariamente al calor de reacción, se calientan a 80 - 90°. Al perder la suspensión su tono rojizo y al tornarse gris los residuos no disueltos, se da por terminado el proceso de disolución. Luego de la separación de los residuos, a través de filtración al vacio, se lava este con poca agua y luego puestos a secar a 105° C en un airtnario de desecación. ! Los dos filtrados ácidos del lodo rojo (RSj , el proveniente del proceso autoclave y el proveniente del proceso de tubo de digestión son cautelosamente neutralizados a través de la adición de una solución de NaOH. A través de ( la continua adición de NaOH se precipitan en el ijnargen alcalino (Valor-pH 10-11) las sales disueltas de hierro; del aluminio como hidróxidos, respectivamente óxihidratos. ebido al alto porcentaje de hierro son las precipitaciones de; color marrón rojizo. La suspensión es finalmente filtrada, y los residuos encontrados en el filtro son lavados con¡ agua destilada hirviendo, para por lo menos lavar parcialmente el sulfato de sodio y el hidróxido de sodio de los residuos encontrados en el filtro. Los residuos encontrados ;en el filtro son entonces lavados y puestos a secar a 105° C i en el gabinete de filtrado.

Las dos muestras resultantes de los procesós de autoclave y de tubo de digestión fueron examinarás a continuación, por medio de rayos X y termo analíticamente.

Resultados de los Rayos X ¡ Debido a la rápida precipitación sin la adición [de un cristal semilla se incurren los hidróxidojs y predominantemente amorfos. En cuanto a la composición mineralógica, se pudo determinar semi-cuantitativamentje los niveles de compuestos de hierro y aluminio (véase la ¡ Tabla 2) . ; Tabla 2 ; Resultados de "los Rayos X Las imágenes 2-8 muestran la transformación dé los óxidos en hidróxidos u óxihidratos, respectivamente óxihidratos en hidróxidos en el caso del aluminio. Se muestran las mediciones DTA- (Análisis termo diferencial) , TG (termo gravimetría) y DTG (termo gravimetría diferencia^ ) .

I Ilustraciones | La Figura 1· muestra las curvas de análisis ¡ termo ! diferencial (DTA) de la boéhmita (Figura la) , la hidrargilita (gibbsita) (Figura Ib) y la goethita (Figura le); La Figura 2 muestra curvas DTA- y TG de una prueba de i lodo rojo lavada ganada con el método autoclave. Se docümerita una reacción endotérmica de los restos de gibbsita y boéhmita entre 220° C y 280° C. No se registra ninguna reacción 1 de la goethita; : La Figura 3 muestra curvas DTA- y TG de una prueba de lodo rojo lavada ganada con el método de tubo de digestión. Se documenta una reacción endotérmica de los restos de gibbsita y boéhmita entre 220° C y 280° C. No se registra ninguna reacción de la goethita; j La Figura 4 muestra curvas DTA- y TG de los residuos encontrados en el filtro (partes no diluidas) luego del procesamiento ácido de una muestra de lodo rojo ganada f?? el i método autoclave. No se documenta ninguna reacción endotérmica. Durante el procesamiento se separan todás las partículas capaces de reaccionar endotérmicamente incluyendo los óxidos. (Comparable con los resultados de Rayos X) ; í La Figura 5 muestra curvas DTA- encontrados en el filtro (partes no procesamiento ácido de una muestra de lodo rojó ganada ¡con el método de tubo de digestión. No se documenta ninguna reacción endotérmica. Durante el procesamiento se separan todas las partículas capaces de reaccionar endotérmicamente incljuyeñdo I los óxidos. (Comparable con los resultados de Rayos X) ; j I La Figura ß muestra curvas DTA- y TG de las precipitaciones del filtrado de lodo rojo ganado con el j método autoclave (pH 10,9). De nuevo se presentan ¡claras i reacciones endotérmicas entre 214° y aprox. 350° C. Causantes de esto son los contenidos de gibbsita, boehmita y goethita, i que se formaron amorfas luego de realcalinisai: las precipitaciones de la solución de ácido sulfúrico; La Figura 7 muestra curvas DTA- y TG de las i precipitaciones del filtrado de lodo rojo ganado jón el método de tubo de digestión (pH 11,1). De nuevo se prejsentan hematita. Luego de la rehidratación se presenta la hematita, de nuevo, como la endotérmicamente reactiva goethita; ¡ La Figura 8 muestra curvas DTA- y TG de Goethit-Referenz i Bayoxide E 99 163. Las reacciones endotérmicas se 'hacen presentes entre 236° C y 350° C. Estas son comparables con las reacciones endotérmicas de las precipitaciones del i filtrado de método de tubo de digestión del lodo rojo ganado con el método de tubo de digestión ¡ Discusión i Los lodos rojos contienen aún restos de compuestjos de hierro y aluminio, dependiendo del proceso de fabricación de pasta, es decir autoclave o de tubo de digestión;. Los compuestos de aluminio pueden presentarse como hidróxidos (gibbsita) , óxihidratos (boehmita) o como óxidos (^amma-A1203) . Los compuestos de hierro se presentan mayoritariamente, en el caso del proceso de fabricacijón de pasta autoclave como hematitas y en el caso del proceso de tubo de digestión, casi exclusivamente como hematitas .Alpha De acuerdo con el método descrito, es decir desp és de la fabricación ácida de pasta quedan disueltos casi todós los hidróxidos / óxihidratos y óxidos del aluminio y del h érro. Luego de la re-precipitación, por ejemplo, en un ¡medio alcalino, se precipitan casi por completo los compuestos de hierro y de aluminio en forma de hidróxidos / óxihidratós . La cantidad de óxidos se reduce en gran medida o desaparecen por completo. ¡ Asi queda documentado, que a través de la rehidrat ción, los óxidos se transforman en hidróxidos/óxihidratós, y respectivamente los óxihidratos (en el caso del aluminio) en hidróxidos. Asi, pueden ser convertidos en sustancias endotérmicamente reactivas, casi todos los compuestos de aluminio y hierro contenidos en el' RS-Inicial. La reácción endotérmica del RS será máximamente reforzada, independientemente de su procedencia, es decir de la ba xita-inicial, o de su método de fabricación de pasta, en relación al contenido químico de compuestos de aluminio y hierjro en lodo inicial. Siendo así posible la elaboración de un nuevo material, muy adecuado para su uso como AFM. Más allá, pueden ser llevados a cabo todas las reacciones y procedimientos ¡ descritos anteriormente con la sustancia conforme inventada MR2S. ! Formas de Realización Se da a conocer por lo tanto, un sistema de materiales a prueba de fuego que comprende un material combustible y un agente retardador de llama caracterizado en que el agente retardador de llama comprende una composición mineral^ que comprende: ; 10 - 50 por ciento de peso de compuestas de hierro 12 - 35 por ciento de peso de compuestas de aluminio i 5 - 17 por ciento de peso de Si02, 2 - 21 por ciento de peso de Ti02, 0,5 - 6 por ciento de peso de CaO y 3 - 10 por ciento de peso de Na20 i Se da a conocer que, la proporción en el MR2S entre el hidróxido de hierro (goethita) y óxido de hierro (hem^tita) está desplazada casi por completo hacia la goethita. Sé da a conocer que, la proporción en el MR2S entre el hidróxido de aluminio (gibbsita) / óxihidrato de aluminio (boehmita) y óxido de aluminio (gamma - A1203) está desplazada casi por completo hacia el hidróxido de aluminio y el óxihidr to de aluminio. ! En este caso, la composición mineral puede comprender 10-45, 30-50, o 40 por ciento de peso de Fe203. j i En este caso, la composición mineral puede comprender t 12-30, 20-35, o 25 por ciento de peso de A1203. j En este caso, la composición mineral puede comprender 5-17, 10-17, o 15 por ciento de peso de Si02.

I En este caso, la composición mineral puede comprender 5-21, 2-15, 5-10, o 7 por ciento de peso de Ti02.

En este caso, la composición mineral puede comprender 0,5-6, 0,5-2,5, 0,5-1,5, o 1 por ciento de peso de CaO.

En este caso, la composición mineral puede comprender 5-10, 3-6, 8-10, o 0,02 por ciento de peso de Na20.

En este caso, se puede combinar cada uno de los ipángos anteriores. En particular, la composición mineral 'puede comprender: 40 por ciento de peso de compuestos de hierro 25 por ciento de peso de compuestos de aluminio 15 por ciento de peso de Si02, ¡ 7 por ciento de peso de Ti02, ! 1 por ciento de peso de CaO und ' 0,02 por ciento de peso de Na20 en donde la relación entre los hidróxidos / óxihicjratos y los óxidos de los compuestos de hierro y aluminio se inclina fuertemente hacia los hidróxidos / óxihidratos.

La composición mineral puede ser lodo rojo modificado y rehidratado (MR2S) . El lodo rojo, a partir del cuál se produce MR2S puede proceder de la elaboración de alúmina o ATH mediante el proceso Bayer con proceso elaboración de mezcla autoclave o de tubo de digestión, a partir de bajuxita nacional o importada como materia prima, en los principales paises industriales de todos los continentes especialmente Alemania, Australia, Islandia, China India, USA y Jamaica, El sistema de materiales puede ser un material tejido, un producto de plástico, un producto de caucho, un aglomerado o recubrimiento para cables. En particular, el sistéma de materiales puede ser un tejido de la lona, revestimiento para Í I el revés de alfombras, un recubrimiento de pisos, tejas, una banda transportadora, un cable, un perfil (hecho de plástico I para ventanas, puertas), un tubo, una empacadura, una plancha de aglomerado, un moldeo por inyección, un laminado-, una placa para circuitos, una manguera, resina, espuma u ot¿o.

El sistema de materiales puede contener entre un 3 - 95 por ciento de peso del retardador de llama.

El porcentaje del retardador de. llama en el sistéma de materiales puede depender respectivamente del material combustible o sistema de materiales utilizado. Considerándose i el efecto de retardo de llama más alto posible, asi cómo la optimización simultánea de las propiedades técnicas fysicas del material combustible y del sistema de material resultante en términos de procesabilidad, estabilidad y flexibilidad. En el caso de un AFM con una alta entalpia endotérmica se i puede reducir -el porcentaje, de manera tal que, especialmen1|é las propiedades físicas del sistema combustible sean alterabas lo I menos posible. ¡ En particular, el sistema de materiales puede contener I el retardador de llama en una proporción de 3-90, 3-80, i 3-70, 3-60, 3-50, 3-40, 3-30, 3-20, 3-15, 3-10, 3-4 por cieñto de peso. En particular, el sistema de materiales puede contener el retardador de llama en una proporción 10-90, 20-90, ¡30—90 , 40-90, 50-90, 60-90, 70-90, 80-90 por ciento de pesó, Más allá, se pueden combinar cada uno de estos rangos limítrofes I entre ellos. De esta manera se puede crear de la combinación de los rangos 3-90 y 3-80 por ciento de peso el rango' 80-90 por ciento de peso o de la combinación de los rangos $÷-70 y 30-90 el rango 70-90. Más allá el retardador de llama ! uede estar contenido en el sistema de materiales en un 3-95 por ciento de peso, valiendo cada valor dentro de este intervalo como presentado.

El agente retardador de llama puede comprender la I composición mineral (MR2S) en una proporción de 30-100 por ciento de peso, y la parte restante de cada uno de 0-70 por ciento de peso puede estar comprendida por alguna j otra composición retardador de llama. ¡ El agente retardador de llama también puede compr nder la composición mineral en una proporción de 40-100, 50*100, 60-100, 70-100, 80-100, 90-100, 30-90, 30-80, 30-70, 30-60, 30-50, o 30-40 por ciento de peso y la parte restante dé cada uno de 0-70 por ciento de peso puede estar comprendida por i alguna otra composición retardador de llama.

Estos rangos pueden ser combinados, como árriba descrito, de forma tal que por ejemplo el rango 40-100, y 30- 70 por ciento de peso combinado, generan el rango 40-70 por ciento de peso. Más allá puede contener el retardador de llama la composición mineral en un 30-100 por ciento de! peso, valiendo cada valor dentro de este intervalo como presentado.

La composición de otros retardadores de llama ¡ puede además comprender una sustancia endotérmicamente reactiva, inorgánica y no-tóxica. : La composición de otros retardadores de llama ' uede comprender además, en particular, hidratos de sal, hidróxidos y carbonatos. En caso de hidróxidos pueden considerarse, por ejemplo, el trihidróxido de aluminio, la goetita :y el i dihidróxido de magnesio, tanto como MDH sintético, con una superficie (BET) especifica de 2 a 50 m2/g y un diámetro medio de partícula (d50) de « 1 miera (llamado -Nano-hidróxido de magnesio) como también como brúdita, naturalmente molida, que también contiene o puede contener i hidromagnesita o hidroxicarbonato de magnesio en diferentes i proporciones con un tamaño de partícula (diámetro medio de partícula) (d50) de hasta 50 µp?, preferentemente de has.ta 10 µ??. Como hidratos de sal pueden considerarse, por ejemplo, hidratos de sodio o hidratos de silicato de calcio, hidratos de sulfato de calcio aluminio y otros. Como carbonatos pueden considerarse, por ejemplo, carbonato de calcio, bicarbonato de calcio, carbonato de magnesio y otros. i R2S tiene una contenido de Na20-soluble de hasta 0,03 por ciento de peso, preferiblemente de 0,003 - 0,03 por i ciento de peso. > i MR2 tiene un tamaño de grano de 0,5 a 50 µ??, preferentemente de 0,5 a 10 i µ??.

También se describe el uso del retardador de llama jantes descrito como un retardador de llama para sistem á de materiales combustibles, materiales de construcción combustibles, plásticos, caucho, materiales de madera aglomerada, o revestimiento de cables. ¡ También se describe un proceso para la producción de i sistemas de materiales a prueba de fuego que comprendé las etapas: I a. puesta a disposición de un material combustibl , i b. mezcla o recubrimiento del material combustible con el retardador de llama, y a través de eso d. La obtención de un sistema de materiales a plrueba ¡ de fuego. ! La composición mineral del retardador de llama, 1 como está estipulado en la etapa b, puede ser de grano fiho, y puede preferiblemente tener un diámetro medio de partícula (d50) de 0,5 - 10 jam, 0,5-9, 0,5-8, 0,5-7, 0,5-6, 0,5-5,! 0,5-4, 0,5-3, 0,5-2, 0,5-1, 1-9, 2-9, 3-9, 4-9, 5-9, 6-9, 7-9, 8- 9 µp?. Cualquier rango que se cree a partir de combinaciones de estos rangos limítrofes queda aquí presentado. j El agente retardador de llama puede ser tratado físicamente antes de la mezcla o recubrimiento como; está estipulado en la etapa b, especialmente puede ser molido. El Molido puede servir para reducir al agente retardadbr de llama a cualquier tamaño de grano deseado. El tamaño de ' grano logrado puede tomar cualquier valor entre 0-10 µp?. ;Si se tratase de MR2S con un tamaño de grano > 10 µ??, puede ser empleado en aplicaciones específicas sin ser molido un MR2S con un tamaño de grano> 10 µp\.

Más aún, el agente retardador de llama puede ser mejorado con sustancias, a través de un recubrimiento o tratamiento de la superficie, para aumentar la compatibilidad del agente retardador de llama con un sistema de materiales combustibles como el aquí descrito, especialmente un polímero i o una matriz polimérica. ¦ Para el recubrimiento de la superficie del á9ente retardador de llama pueden ser utilizados sistemái ¡s de acoplamientos modernos convencionales, específicamente silanos, ácidos grasos y plastificantes utilizados. ¡ Esto facilita principalmente su procesamiento / incorporación, i especialmente en matrices poliméricas, siendo ¡estas elastómeros, durómeros o termoplásticos . Además, permite la influencia dirigida del perfil de propiedades del sistema de AFM de la invención en referencia a las combinaciones ¡ deseadas de los perfiles de propiedades. Puede ser el MR2S sólo o su combinación con los nuevos agentes sinérgicos' tales como nanoarcillas, y supresores del efecto "Afterj-Glow" (boratos de zinc y derivados de ácido bórico, zinc-estannato de zinc / hidroxiestannato de zinc) asi como otros AFM no halogenados y finalmente modificados en su superficie.

Alternativamente pueden utilizarse mezclas de MR2S don el sinergista en forma de "Master Baten". ! Mediante el recubrimiento de la superficie solo y/o en i combinación, especialmente con nanoarcillas (Cloisites de SCP Inc., Gonzales, Texas, Estados Unidos) se puede lograr que la ceniza obtenida en caso de fuego sea polimórfica, j tenga consistencia vitrea y mantenga una considerable elasticidad residual. ¡ I Ej emplos ¡ Se han realizado estudios preliminares, con el ifin de determinar la influencia de los RS rehidratadas y modificados í en las propiedades frente al fuego y propiedades mecánifcas de diferentes plásticos. El objetivo de los experimentas fue determinar si los comúnmente utilizados ATH y MDH pueden ser parcial y / o totalmente sustituidos por MR2S. j Los experimentos se realizaron en dos plásticos polares (PVC y acetato de vinilo de etileno . (EVA)), y eñ dos i polímeros no polares (PE y PP) . Cada caso en comparación con ATH pura y MDH respectivamente. ! Los ejemplos sirven para la orientación e ilustración, más no son de carácter limitativo, mientras que el alcance de protección, conferido por la patente, es definido únicamente I por las reivindicaciones. i Ejemplo 1 PVC j Se utilizaron como materiales de partida Estándar PVC-U para perfiles de ventanas Martinal OL 104 / / LEO (de Albemarle, Bergheim) componente ATH como sustancia de comparación con el1 MR2S (prueba de control) . ¡ MR2S como retardador de llama inorgánica, con la sigui Na20 0,03 % ¡ En primer lugar se produjo "Dryblend" en un recibiente mezclador (CM 80, Mixaco) . A partir de los "Dryblend¡s" se produjeron los perfiles con un extrusor contra-rotatijvo de doble husillo del tipo DS 7,22 de la empresa Weber Maschinenfabrik. La temperatura de extrusión se mantuvo entre 180 0 C y 190 0 C. A partir de los perfiles fueron elaboradas muestras para los ensayos de tracción (DIN 1 B) y las pruebas de reacción al fuego (DIN Se prepararon las siguientes formulaciones: i PVC-U formulación para perfiles de ventanas con 4> % de agente ignifugo anorgánico.

Composición del agente ignifugo inorgánico i 100 % ATH 0 % AFM (Muestra de control), AFM es igual a MR2S : 80 % ATH 20 % AFM (Muestra 1) ; 50 % ATH 50 % AFM (Muestra 2) ; 20 % ATH 80 % AFM (Muestra 3) 0 % ATH 100 % AFM (Muestra 4) ¡ . Se realizaron las siguientes pruebas: Ensayo de tracción [MPa] DIN EN ISO 527 ¡ 44,13 ± 1,37 Muestra de control ; 46,67 ± 0,28 Muestra 1 ! 45,67 ± 0,28 Muestra 2 : 45,40 ± 0,32 Muestra 3 | 48,51 ± 3,16 Muestra 4 ; Módulo de Elasticidad [MPa] DIN EN ISO 527 ¡ i 2923 ± 226 Muestra de control j 3068 ± 164 Muestra 1 : 2991 ± 97 Muestra 2 2983 ± 36 Muestra 3 ! 2952 ± 99 Muestra 4 ; i Reacción al Fuego DIN 4102, Método B ! Para comprobar la reacción al fuego se sometieron las 1 muestras a una prueba de fuego (método B según DIN 4102) . Durante la prueba, se evaluó el encendido de los bordes ¡de la muestra, la velocidad de combustión y la ardiente caída y goteo de las partículas del material de construcción.

Durante la prueba de fuego, la punta de la flajna no alcanzó, en ninguna de las preparaciones, la marca limité del cuerpo ardiente de prueba. El cuerpo ardiente de prueba se extinguió previamente por si mismo. Por' consiguiente, pertenecen todas las pruebas a la clase de inflamabilidad Kl .

Por la sustitución parcial o completa de ATH por KFM se mantienen sin cambios el comportamiento al fuego según la norma DIN 4102 el método B. i Ejemplo 2 EVA En la preparación de las formulaciones EVA se utilizó como máquina de agravo una ZSE 27 xx. El perfil de temperatura quedo entre 145 ° C y 160 ° C. Para la producción del granulado se utilizó una granceadora de filaméñtos.

Durante el agravo se determinó que el AFM tiene una viscosidad notoriamente superior a la del ???, lo! cual facilita claramente la preparación y la dispersión. A £>ártir de los compuestos de EVA se moldearon por inyección i especímenes para el ensayo de tracción por impacto (DIN EN ISO 8256), ensayo de tracción (DIN ISO 527) y la prueba de oxígeno (LOI, según DIN ISO 4589-2) .

Materiales de partida EVA con 1,2 % adhesivo y 0,4% de estabilizador Martinal OL 104/LEO (componente ATH) MR2S como un retardante de llama inorgánico (AFM) Formulaciones EVA mit 60 % Flammschutzmittel Composición del agente ignífugo 100 % ATH 0 % AFM Muestra i de control 66, 7 % ATH 33,3 % AFM Muestra 1 50 % ATH 50 % AFM Muestra 2 33,3 % ATH 66,7 % AFM Muestra 3 Se realizaron las siguientes pruebas: Ensayo de tracción [MPa] DIN EN ISO 527 6.16 ± 0,05 Muestra de control 6.17 ± 0,05 Muestra 1 6,29 ± 0, 05 Muestra 2 6,42 ± 0,05 Muestra 3 Módulo de Elasticidad [MPa] DIN EN ISO 527 93 ± 2 Muestra de control 88 + 2 Muestra 1 87 ± 3 Muestra 2 90 ± 2 Muestra 3 Elongación de ruptura [ ¾ ] DIN EN ISO 527 120,57 ± 13,83 Muestra de control 96,30 ± 6,01 Muestra 1 108, 27 ± 8, 69 Muestra 2 117,51 ± 4,92 Muestra 3 Resistencia al impacto [KJ/m2] DIN EN ISO 8256 139,27 ± 4,83 Muestra de control 139,78 ± 4,18 Muestra 1 138,27 ± 5,66 Muestra 2 149,00 ± 8,33 Muestra 3 Reacción al Fuego , índice de oxígeno [%] según la norma DIN EN ISO 458¡9-2 36,3 ± 0,10 Muestra de control 32,1 ± 0,4 Muestra 1 , 30,1 + 0,7 Muestra 2 ; 30, 0 + 0,1 Muestra 3 Ejemplo 3 PE Las formulaciones a base de PE fueron plastificadas y homogenizadas en una ZSE 18 HPE doble husillo de rotiación conjunta. Las temperaturas en el mezclador se mantuvieron entre 190 0 C y 220 0 C. A partir de los compuestos d!e PE, fueron producidas por inyección las muestras para el ensayo de tracción (DIN EN ISO 527, Tipo 1 B) , para el ensajyo de impacto (DIN EN ISO 179), y para la prueba de combustibilidad (UL 94) . I Materiales de partida: ¡ PE de magnesio 7287/Brenntag, hidróxido de magnesio i químicamente puro (componente-MDH muestra de control) ¡ MR2S como un agente ignífugo inorgánico (AFM) 1 i Formulaciones PE con 50% de agente ignifugo Composición del agente ignífugo: 100 % MDH 0 % AFM Muestra de control 70 % MDH 30 % AFM Muestra 1 50 % MDH 50 % AFM Muestra 2 30 % MDH 70 % AFM Muestra 3 Se realizaron las siguientes pruebas: Resistencia a la tracción [MPa] DIN EN ISO 527 25,49 ± 0,28 Muestra de control 25,41 ± 0,20 . Muestra 1 25,51 ± 0,13 Muestra 2 25,81 ± 0,14 Muestra 3 Módulo de Elasticidad [MPa] DIN EN ISO 527 2755 ± 102 Muestra de control 2457 ± 113 Muestra 1 2521 ± 60 Muestra 2 2632 ± 116 Muestra 3 Elongación de ruptura [ % ] DIN EN ISO 527 1,99 + 0,27 Muestra de control 1,82 ± 0,16 Muestra 1 1,87 ± 0,18 Muestra 2 3,09 ±0,30 Muestra 3 Tenacidad (Charpy) [KJ/m2] DIN EN ISO 179 6,85 ± 0,85 Muestra de control 6,28 ± 0,54 Muestra 1 5,94 ± 0,33 Muestra 2 7,53 ± 0,34 Muestra 3 Combustibilidad [mm / min] UL 94 prueba horizontal 13,8 ± 0,25 Muestra de control 12,8 ± 0,22 Muestra 1 13,7 ± 0,33 Muestra 2 16,3 ± 0,34 Muestra 3 Ejemplo 4 PP Las formulaciones a base de PP fueron plastifica&ás y i homogenizadas en una extrusora ZSE 18 HPE de doble husillo de rotación conjunta. Las temperaturas en el mezclador se mantuvieron entre 190 ° C y 220 ° C. A partir dk los compuestos de PP, fueron producidas en moldeo por inyección las muestras para el ensayo de tracción (DIN EN ISO 527,j Tipo 1 B) , para el ensayo de impacto ( DIN EN ISO 179), y p ra la prueba de combustibilidad (UL 94) . 1 Materiales de partida: L ! PP Magnesia 7287/Brenntag, hidróxido de magnesio químicamente puro (componente -MDH muestra de control) i MR2S como un agente ignífugo inorgánico (AFM) ! Formulaciones PP con 50% de agente ignifugo Composición del agente ignífugo: 100 % MDH 0 % AFM Muestra de control 70 % MDH 30 % AFM Muestra 1 50 % MDH 50 % AFM Muestra 2 30 % MDH 70 % AFM Muestra 3 Se realizaron las siguientes pruebas: Resistencia a la tracción [MPa] DIN EN ISO 527 27,29 ± 0,20 Muestra de control 28,17 ± 0,10 Muestra 1 28,43 + 0,10 Muestra 2 29,38 ± 0,83 Muestra 3 Módulo de Elasticidad [MPa] DIN EN ISO 527 3893 ± 112 Muestra de control 3886 ± 109 Muestra 1 3606 ± 100 Muestra 2 3695 ± 116 Muestra 3 Elongación de ruptura [ % ] DIN EN ISO 527 1.34 ± 0,09 Muestra de control 1.35 ± 0,09 Muestra 1 1,47 ± 0,12 Muestra 2 1,43 ± 0,11 Muestra 3 Tenacidad (Charpy) [KJ/m2] DIN EN ISO 179 12,77 ± 0,70 Muestra de control 11,18 +0,60 Muestra 1 11,01 ± 0,84 Muestra 2 10, 92 ± 0, 99 Muestra 3 Combustibilidad [mm / ruin] UL 94 prueba horizontal 11,5 ± 0, 32 Muestra de control 12,2 ± 0,29 Muestra 1 12,7 ± 0,16 Muestra 2 ! 14,4 ± 0,04 Muestra 3 \ Discusión I Todas las formulaciones cumplen con la norma DIN ¡4102, Método B o el test horizontal según UL 94 (requisito: i velocidad de combustión es <40 mm / min) . Las velocidades de incendio medidas están significantemente por debajo dje los valores requeridos. | Con los experimentos preliminares de PVC, EVA, ; PE y compuestos de PP queda por lo tanto demostrado en el sentido de la presente invención que, el lodo rojo modificado y rehidratado (MR2S) , que en los experimentos se utilizó sin I ningún tipo de tratamiento adicional (por ejemplo, revestimiento de la superficie con silano de vinilo) , ¡tanto i en términos de su reacción al fuego en comparación con ¡ATH y i MDH como en relación a las propiedades mecánicas alcanzadas i en comparación con ATH y MDH, logra resultados comparables, por lo que puede ser utilizado exitosamente. j En cuanto al efecto retardante de la llama de MR2S, no es importante que contribución aportan los componentes individuales endotérmicamente reactivos del MR2S talesj como goetita, gibbsita, bohemita u otros ni en que intervalos de temperatura actúan y si, por ejemplo, se producen efectos sinérgicos entre si. Lo único importante es el hecho de que suma de las contribuciones de todas las sustancias endotérmicamente reactivas contenidas en el MR2 logrfeh un efecto retardante de llama comparable al del ATH y MDH.! Decisivo para el efecto de retardo de la llama es el efecto endotérmico de las sustancias retardantes de la llama, que resulta de la liberación de agua y la evaporación de agua. La medida es la entalpia endotérmica, que se mide; en J / g. ; La entalpia endotérmica puede ser medida por termogravimetria (TG) , análisis térmico diferencial (DrA) y por mediciones dinámicas del calorímetro diferenciail de barrido (DSC) .

Mediciones preliminares confirman que el RS como se ! genera durante el proceso Bayer, sólo demuestra una entjalpía ¡ endotérmica pequeña con enormes fluctuaciones, eí RS i modificado y rehidratado (MR2S) en cambio demuestra1 una entalpia endotérmica claramente más alta y con me!nores fluctuaciones, ya que a través de la rehidratación los óxidos de hierro y aluminio se transformaron de nuevo en hidróixidos /oxidrato, que reaccionan por si mismos endotérmicamente. A partir del MR2S pueden ser producidos AFM unifojrmes, particularmende adaptados al respectivo sistema de materiales. Í Experimentos, preliminares con MR2S asi como; AFM I compararon el comportamiento al fuego y las propiedades i mecánicas del sistema de materiales con el ATH y MDH asi como AFM. Los resultados muestran que MR2S logra resultados comparables a los del ATH y MDH. Y como el MR2S desarrolla su entalpia endotérmica entre 180 0 C y 350 0 C, jpuede I reemplazar parcial o completamente al ATH o al MDH. Comparado con el RS, es el MR2S, que se origina del mismo jy es modificado, y especialmente rehidratado, tanto química! como i mineralógicamente y en su comportamiento endotérmico,· una sustancia completamente diferente. A diferencia del RjS, es el MR2S comparable al ATH y MDH asi como con AFM. Con las mediciones con el difractometro de rayos X de polvos DTA, DSC y TG se puede mostrar que la modificación, en particular, la i rehidratación ha desplazado la relación de hidróxidós / I oxihidratos a óxidos, a favor de los hidróxidós / oxihidratos, que equivale a una entalpia endotérmica superior. De gran importancia es la relación entrj= la entalpia endotérmica específica medida en J / g, y el grado j de relleno aplicada según el sistema de materiales!. La ¡ endotermia de la gibbsita es de aproximadamente 1,000 J / g i de la boehmita de aproximadamente 500 J / g y de i aproximadamente 260 J en la goetita / g. Sin emb rgo, i I teniendo en cuenta su densidad gibbsita (p = 2,4 g/¡cm3), j boehraita (p = 2,98 g/cm3) y goethita (p = 4,17 g/cm3) con i referencia al volumen utilizado, se asemeja el efecto . ? endotérmico de los tres principales componientes endotérmicamente reactivos del R2S. La Goethita proporciona entonces una gran contribución. ' La entalpia endotérmica específica "x" del grado de relleno es el "paquete", que hace retardar la llama. Cuanto í I mayor es la entalpia endotérmica específica, menor puedls ser el grado de relleno, lo cual tanto por razones económicas como por razones- de propiedades mecánicas del sistertia de materiales debe ser importante. Las propiedades mecánicas del sistema de materiales son menos alteradas mientras más ¡bajo I sea el grado de relleno. ? Durante la adición térmica del MR2S no se liberan gases tóxicos o corrosivos. ] Las propiedades mecánicas, medidas durante ¦ los experimentos, de los compuestos producidos con MR2S|, se asemejan a las de los compuestos producidos utilizando VTH o MDH. Los tratamientos de superficie de sustancias retardantes de la llama, por ejemplo, con silanos, ácidos gras¡os o I plastificantes, favorecen la compatibilidad del rellenó con I la matriz polimérica y mejora así las propiedades mecánicas ! del compuesto. Los mismos tratamientos de superficie, aplicados al ATH y el MDH, pueden, de igual forma, ser I aplicados al MR2S y conllevar a la optimización dé sus propiedades. j Además, el tamaño de partícula y distribución del Jgrano del AFM empleado juega un papel importante paraj las propiedades del compuesto. Actualmente los productos én el mercado basados en ATH y el MDH son posiciojnados selectivamente tomando en consideración el tamaño de I partícula y la distribución del grano. Por ejemplo, miejntras que el ATH puede ser producido mediante reaccione|s de precipitación finas, el MRS2, debido a su insolubilidád en agua, tiene que ser sometido a un proceso de molido microscópico y de cernido. Ventajoso es el hecho de que el RS y el MRS2 se presentan como partículas muy finas. I La estabilidad térmica de productos-ATH va hasta los 225 i I ° C, los productos -MDH- hasta los 340 ° C. Por lo tant<j>, en ¡ la práctica, por lo general se emplean en el caso de temperaturas de procesamiento de <200 ° C productos-ATH i y en I el caso de temperaturas de procesamiento de > 200 ° ¡C se t emplean productos-MDH . El MR2S, de acuerdo con la invención, ¡ puede ser utilizado en el caso de temperaturas! de I I procesamiento de <200 ° C y > 200 ° C. ¡ AFM basados en ATH, MDH y MR2S, de acuerdo coh la invención, consiguen aplicación particularmente en polímeros , pero también otros sistemas de materiales combustibles: ] Ejemplos de polímeros incluyen: dispersiones acríljicas, resinas acrílicas, elastómeros, resinas de e^poxi, dispersiones de látex, resinas de melamina, PA, j PE, copolímeros de PE, copolímeros de PE, termoplástjicos , copolímeros reticulados de PE, resinas de fenol, resinjas de poliéster (UP) , poliuretano, PP, PVC , plastisoles del PVC, TPU, resinas de éster de vinilo, entre otros. Ejemplos! para la aplicación son: lonas, revestimiento para el revés de alfombras, recubrimientos de pisos, tejas, bjandas transportadoras, cables, un perfiles, un tubos, planchas de j i aglomerado, móldeos por inyección, laminados, placas ; para circuitos, mangueras, resinas coladas, espumas u mucho otros.

Con la presente invención, a través de reacciones químicas tales como la rehidratación u otras ! modificaciones del RS, creado durante el proceso Báyer I I por el método autoclave o el método de digestión tubo, es posible, la creación de una nueva sustancia, el MR2S.

Que puede ser utilizado en sistemas de materiales de todo tipo, como un retardador de llama no-halogenado, I inorgánicos y no-tóxico. Debido a la alta gama de temperaturas en las cuales el MR2S reacciona, puede i este sustituir parcial o totalmente al ATH y/o al MDH.

Claims (22)

NOVEDAD DE LA INVENCION i Habiendo descrito el presente invento, se considera! como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lja contenido en las siguientes ¡ REIVINDICACIONES

1. Agente ignifugo inorgánico no-halogenado a ba^e de í barro rojo modificado y rehidratado (MR2S) con j una composición mineral de ! 10 a 50 por ciento de peso de compuestos de hierro, - 12 a 35 por ciento de peso de compuesto^ de alumino, i 5 a 17 por ciento de peso de compuestos de sildjcio, 2 a 21 por ciento de peso de Ti02 und ! 0,5 a 6 por ciento de peso de compuestos de caício, I En donde los compuestos de hierro presentan un i i porcentaje de hidróxidos y un porcentaje de oxihidratos mayor I / igual a 50 por ciento de peso, preferiblemente mayor / igual a 80 por ciento de peso en relación con el contenido de óxidos en los compuestos de hierro, y en donde los compuestos de aluminio presentan un porcentaje de hidróxidos y un i porcentaje de oxihidratos mayor / igual a 50 por ciento de I peso, preferiblemente mayor / igual a 80 por ciento de ¡ eso en relación con el contenido de .óxidos en los compuestos de aluminio.

2. Agente ignifugo inorgánico no-halogenado a ba$é de barro rojo modificado y rehidratado (MR2S) de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizado por contener un porcentaje de Na20 soluble menor que 0,03 por ciento de peso. I

3. Agente ignifugo inorgánico no-halogenado a ba e de barro rojo modificado y rehidratado (MR2S) de acuerdo a i cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por presentar un tamaño medio de partícula (d 50) menor o igual a 50 µ??, preferiblemente 0,5 bis 10 µ??. ¡

4. Agente ignífugo inorgánico no-halogenado a baáe de barro rojo modificado y rehidratado (MR2S) de acuerído a i cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizad^ por presentar una humedad residual menor o igual a 0,4 por diento en peso. 1

5. Agente ignífugo inorgánico no-halogenado a baáé de I barro rojo modificado y rehidratado (MR2S) de acuerjdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde la superíficie del barro rojo modificado y rehidratado (MR2S) se sometió a un tratamiento con por lo menos una sustancia, para mejorar la compatibilidad entre el barro rojo modificado y i rehidratado ( R2S) y una matriz polimérica ! I

6. Agente ignífugo inorgánico no-halogenado a base de I barro rojo modificado y rehidratado (MR2S) de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde ¡están contenidos silanos, derivados de ácidos grasos, plastificantes , ácido bórico y sus sales metálicas, est nnato de zinc, hidroxiestannato de zinc o combinaciones los mismos. ¡

7. Agente ignifugo inorgánico no-halogenado a base de barro rojo modificado y rehidratado (MR2S) de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la superficie del agente ignifugo inorgánico se recubre con sustancias como nanoarcillas , para mejorar el I acristalamiento de las cenizas, efecto que ya ocurre !en el i MR2S gracias a sus elementos de tipo arcilloso. '

8. Agente ignifugo inorgánico no-halogenado a base de barro rojo modificado y rehidratado ( R2S) de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde se le mezcla otro agente ignifugo adicional en una proporción de 0| a 70 por ciento de peso. !

9. Agente ignifugo inorgánico no-halogenado de barro rojo modificado y rehidratado (MR2S) de a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde elj otro agente ignifugo adicional es una sustancia endotérmicamente I reactiva.

10. Agente ignifugo inorgánico no-halogenado a de barro rojo modificado y rehidratado (MR2S) de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde la sus1$ncia endotérmicamente reactiva es ATH, gibbsita, boehmita,¡ MDH, goethita o una mezcla de estás.

11. Sistema de materiales a prueba de fuego está comprendido por un material combustible y un agente igrjífugo de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10. i

12. Sistema de materiales de acuerdo a la reivindicación 11, caracterizado porque el sistema de materiales! son elementos de construcción, productos plásticos, productos de caucho, madera aglomerada, o revestimientos de cables. ;

13. Sistema de materiales de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 11 a 12, caracterizado porque el sisteina de materiales contiene al retardador de llama en una proporción I de 3-95 por ciento de peso.

14. Sistema de materiales de acuerdo a cualquiera dje las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque el ajgente ignifugo contiene la composición mineral en una proporcipn de 30-100 por ciento de peso, y el restante de 0-70 por ciento de peso contiene respectivamente la composición de otro retardador de llama.

15. Sistema de materiales de acuerdo a cualquiera dé las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque en la i composición de otro retardador de llama está contenida una sustancia inorgánica, no-tóxica endotérmicamente reactiva.

16. Sistema de materiales de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizado porque eh la composición de otro retardador de llama están conte'nidos especialmente hidratos de sal, hidróxidos y carbonatos. I

17. Uso del agente ignifugo de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 como retardador de llama | para sistemas de materiales combustibles, materiales inflamables i I de construcción, productos plásticos, productos de cajucho, madera aglomerada, o revestimientos de cables. !

18. Proceso para la producción de sistemas de materiales a prueba de fuego, que comprende las etapas: ' a. puesta a disposición de un material combustibl$, b. mezcla o recubrimiento del material combustible con el agente ignifugo de las anteriores reivindicaciones,! y a través de eso i e. la obtención de un sistema de materiales a pirueba de fuego.

19. Proceso de acuerdo a la reivindicación j 18, caracterizado porque el agente ignifugo sea tratado físicamente, especialmente sea molido antes de la mezcla o recubrimiento estipulado en la etapa b, preferiblementfe con el nombrado sinergista, en el sentido de esta invención, j como las nanoarcillas derivados de ácido bórico, estannatjo de zinc/ hidroxiestannato de zinc.

20. Proceso de acuerdo a cualquiera de ¡ las reivindicaciones 18 a 19, caracterizado porque en la etapa b el nombrado agente ignifugo es sometido a un recubrimiento de superficie con sustancias que evitan el efecto combustiqn sin j llama.

21. Proceso de acuerdo a cualquiera de ¦ las reivindicaciones 18 a 20, caracterizado porque para el recubrimiento de la superficie del agente ignifugo,! que mejora y controla la protección anti flama asi comcj) las características de procesamiento, se utilizan los llamados ¦ I materiales de recubrimiento como, especialmente, los silanos, los derivados de ácidos grasos, las combinaciones d^ los mismos y los plastificantes , así como también las i I nanoarcillas, ácido bórico y sus sales metálicas;, el estannato de zinc, el hidroestannato de zinc y! süs i combinaciones. ¡

22. Proceso de acuerdo a cualquiera de las ¡ reivindicaciones 18 a 21, caracterizado porque los j i sinergentes en sistemas elastomeros y termoplásticos, en! caso de su uso con el sistema de agentes ignífugos de acuercfo a i esta invención, son añadidos durante el procesamiento, ! en forma de „ aster Batchen" ( concentrados ) , granulados.