PT1431370E - Materiais resistentes ao fogo - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "MATERIAIS RESISTENTES AO FOGO" A presente invenção diz respeito ao fabrico de espumas de poliestireno expandido resistente ao fogo, e de painéis compostos construídos a partir de tais materiais. Estas espumas têm uma reacção significativamente reduzida relativamente ao fogo, e mantêm um certo grau de integridade quando expostas a regimes de fogo. Estas espumas podem ser inteiramente produzidas dentro das sequências de fabrico e dentro dos mesmos equipamentos como os que são convencionalmente utilizados em termos comerciais para a produção de poliestireno expandido ("expanded polystyrene - EPS").

Convencionalmente, a espuma de poliestireno expandido em forma de folha é usada como um isolante na construção de edifícios e, em particular, como o núcleo de painéis e paredes de isolamento em sanduíche, tipicamente em aplicações de refrigeração. As placas dessas paredes ou painéis são geralmente feitas em aço fino pré-revestido. As estruturas podem ser montadas através da utilização de colas, ou de meios de fixação mecânica, ou de uma combinação de ambos. A folha de EPS é igualmente utilizada como isolamento térmico na construção de edifícios. -2- ΡΕ1431370 0 processo convencional para a produção de folhas ou de outras formas de espuma de poliestireno é constituído pelas seguintes etapas: (a) Produzem-se grânulos de poliestireno não expandido por um processo de polimerização em suspensão, os quais são fornecidos pelo fabricante sob forma granular graduada por tamanho de partícula, sendo os grânulos aproximadamente esféricos. Este poliestireno granular tem uma certa proporção de pentano nele dissolvido, o qual actua como agente de expansão ou de dilatação. (b) 0 grânulo é exposto ao calor, geralmente por intermédio de vapor injectado no fundo de uma coluna alta. À medida que os grânulos vão passando da parte de baixo da coluna para a parte de cima eles amolecem e, como o pentano se vai libertando da solução sólida, o gás libertado faz com que o grânulo de poliestireno amolecido se expanda até cinquenta vezes o seu volume original. 0 grânulo de poliestireno expandido de baixa densidade é recolhido na parte de cima da coluna de expansão. (c) Os grânulos expandidos ainda contêm uma pequena quantidade de pentano, após este processo de expansão primária. Eles estão humedecidos devido ao vapor utilizado no expansor primário e apresentam um vácuo parcial no interior dos poros formados durante a expansão do grânulo. Convencionalmente, os grânulos que acabaram de ser expandidos são armazenados em tremonhas e é-lhes -3- ΡΕ1431370 permitida a respectiva maturação, processo durante o qual eles perdem o excesso de água sendo o vácuo parcial igualizado à pressão atmosférica. (d) Os grânulos expandidos são introduzidos, após maturação, em moldes que têm as suas paredes atravessadas por muitas pequenas aberturas que conduzem a câmaras-de-ar situadas por trás de cada parede. A carga pode ser compactada. É introduzido vapor dentro do recipiente contendo os grânulos de poliestireno expandido a uma pressão não superior a 1,5 bar. Os grânulos de poliestireno voltam a amolecer e o pentano residual é libertado. Nesta segunda fase, a expansão do volume da carga fica limitada pelas paredes do molde, obrigando os grânulos a unirem-se e fundindo-os de maneira a constituírem uma única massa de espuma de poliestireno expandido com reduzido peso. (e) Se o molde assumir a forma de um bloco, os blocos de poliestireno expandido são subsequentemente fatiados em folhas, utilizando fios quentes. Estas fatias são usadas como os núcleos das paredes ou painéis de isolamento anteriormente mencionados.

No passado, já tem sido feita a combinação de poliestireno e resina de grafite esfoliável para produzir EPS retardador de fogo. É já conhecida a incorporação de grafite esfoliável no processamento de síntese inicial (a) atrás referido. No entanto, este procedimento limita e restringe os procedimentos utilizados no processamento e -4- ΡΕ1431370 processo de polimerização da emulsão de poliestireno. Uma execução prática satisfatória de tais processamentos está dependente de uma significativa perícia e know-how. Nesta fase, a incorporação dos materiais adicionais, tais como grafite esfoliável, é extremamente limitativa da execução prática e da flexibilidade de tais processos. Nesta presente invenção, não são necessárias quaisquer alterações ou modificações dos processamentos de síntese inicial. É amplamente conhecida a utilização de grafite esfoliável em aplicações onde ela é utilizada para vedar fendas em caso de incêndio. A grafite é aglomerada num aglutinante com ou sem outros agentes de enchimento inorgânicos, ou aplicada a um têxtil ou a um feltro. Estas aplicações estão invariavelmente limitadas à vedação de pequenas fendas, tais como as que ocorrem em torno de tamponamentos, e à selagem, em caso de incêndio, de aberturas residuais onde existam penetrações em torno de instalações envolvendo tubagens, ou onde haja penetração de cabos, as quais constituiriam - sem tais aberturas - uma barreira de fogo eficaz instalada para proporcionar compartimentação. 0 documento DE 199 10 257 diz respeito a materiais resistentes ao fogo feitos à base de materiais em espuma produzidos a partir de poliestireno, por exemplo revestido com grafite expansível utilizando uma resina fenólica. -5- ΡΕ1431370 0 documento JP 4356543 diz respeito a uma espuma obtida a partir de partículas preparadas mediante a aplicação de uma emulsão de polímero orgânico acrílico às superfícies de partículas de estireno pré-expandido impregnado com propano como agente de expansão, ao espalhar sobre elas uma mistura de fibras de carbono/carbono preto -funcionando como substância condutora - e sal de Rochelle -funcionando como substância dieléctrica - e deixando secar as partículas. É também já conhecida a utilização de EPS com grafite esfoliável ligada por resina, para proporcionar composições retardadoras de fogo. As resinas que têm sido divulgadas como sendo adequadas como aglutinantes de grafite esfoliável são as resinas de acrilonitrilo/butadieno, butadieno de estireno, acetato de etileno-vinilo, acetato de polivinilo, cloreto de polivinilo e de poliacrilato. Os aglutinantes propostos na tecnologia antecedente actuam como colas adequadas para a grafite esfoliável. No entanto, manifestam-se os mais adversos efeitos sobre as propriedades físicas do bloco de poliestireno e não são proporcionadas adicionais propriedades de comportamento face a incêndios.

De acordo com uma vertente da presente invenção, é proporcionado um procedimento para formação de um material resistente ao fogo, compreendendo as seguintes etapas: (i) disponibilização de uma multiplicidade de grânulos expansíveis de material em polímero consistindo em -6- ΡΕ1431370 polistireno; (ii) revestimento destes grânulos com uma grafite esfoliável, caracterizado por ser feita a aderência da grafite esfoliável aos grânulos por intermédio de uma resina que apresenta um parâmetro de solubilidade que chega até sensivelmente l,02MPa1/2 (0,5 (cal cm~3)1/2) do parâmetro de solubilidade do material em polímero, em que a resina consiste numa emulsão compreendendo um ou mais dos seguintes elementos: um homopolímero de estireno, um copolímero de cloreto de vinilo-vinilideno, ou o siloxano de metilfenil; e (iii) posterior provocação ou permissão para que estes grânulos se expandam e se fundam.

De acordo com uma outra vertente da presente invenção, é disponibilizado um material resistente ao fogo compreendendo uma multiplicidade de grânulos expandidos e fundidos de um material em polímero consistindo em poliestireno, sendo feito o revestimento destes grânulos com uma grafite esfoliável, caracterizado pela existência de uma resina que faz aderir o material de grafite esfoliável aos grânulos; a resina apresenta um parâmetro de solubilidade que chega até sensivelmente l,02MPa1/2 (0,5 (cal cm-3)1/2) do parâmetro de solubilidade do material em polímero, consistindo a resina numa emulsão compreendendo um ou mais dos seguintes elementos: um homopolímero de estireno, um copolímero de cloreto de vinilo-vinilideno, ou o siloxano de metilfenil.

De acordo com uma outra vertente da presente invenção, é proporcionada uma composição para formação de -7- ΡΕ1431370 um material resistente ao fogo, compreendendo uma multiplicidade de grânulos expansíveis de um material em polímero consistindo em poliestireno, sendo feito o revestimento destes grânulos com um grafite esfoliável -caracterizado por ser feita a aderência da grafite esfoliável aos grânulos por intermédio de uma resina apresentando um parâmetro de solubilidade que chega até sensivelmente l,02MPa1/2 (0,5 (cal crrh3)1/2) do parâmetro de solubilidade do material em polímero - em que a resina consiste numa emulsão compreendendo um ou mais dos seguintes elementos: um homopolímero de estireno, um copolímero de cloreto de vinilo-vinilideno, ou o siloxano de metilfenil. O material em polímero consiste em poliestireno. De preferência, os mencionados grânulos são formados no interior de blocos, por expansão em formas fechadas utilizando vapor. A resina consiste numa emulsão compreendendo um ou mais dos seguintes elementos: um homopolímero de estireno, um copolímero de cloreto de vinilo-vinilideno, ou o siloxano de metilfenil. A resina pode incluir um retardador de chama halogenado e pode também incluir um agente sinérgico consistindo num óxido de um elemento do grupo 6B da Tabela Periódica. 0 retardador de chama halogenado pode consistir num retardador de chama bromado. 0 retardador de chama pode consistir em hexabromociclododecano. - 8- ΡΕ1431370 0 agente sinérgico pode consistir em óxido de tungsténio, por exemplo óxido de tungsténio amarelo.

De preferência, os grânulos expansíveis consistem em grânulos de poliestireno parcialmente expandido.

De acordo com uma outra vertente da presente invenção, disponibilizam-se materiais de poliestireno expandido, consistindo em poliestireno com melhoradas propriedades de comportamento face a incêndios, produzidos por intermédio do revestimento de grânulos de EPS parcialmente expandido com grafite esfoliável, usando, como substância adesiva, resinas com um parâmetro de solubilidade, §, que chega até l,02MPa1/2 (0,5 (cal cm-3)172) de poliestireno, sendo estas resinas usado como emulsões -compreendendo um ou mais dos seguintes elementos: um homopolímero de estireno, um copolímero de cloreto de vinilo-vinilideno, ou o siloxano de metilfenil - aplicadas ao grânulo de poliestireno expandido, e vindo posteriormente os grânulos parcialmente revestidos com poliestireno expandido a serem enformados em blocos, por expansão final em formas fechadas utilizando vapor. A resina consiste numa emulsão compreendendo: um homopolímero de estireno, e/ou um copolímero de cloreto de vinilo-vinilideno, e/ou o siloxano de metilfenil. -9- ΡΕ1431370 A emulsão de resina contém retardadores de chama bromados, e agentes sinérgicos compostos por óxidos dos elementos do grupo 6B da Tabela Periódica. 0 retardador de chama será preferencialmente HBCD. 0 agente sinérgico pode consistir em óxido de tungsténio amarelo.

De acordo com uma outra vertente da presente invenção, são proporcionadas barreiras contra incêndios compostas por materiais de poliestireno expandido, tais como os que foram atrás descritos, montados entre placas externas rígidas não inflamáveis, em que o poliestireno expandido contém grafite esfoliável suficiente para preencher completamente a cavidade localizada entre as placas, após a fusão e perda do poliestireno.

No modelo de realização preferido para a presente invenção, o processo da tecnologia antecedente anteriormente citado é modificado através da realização de uma das seguintes etapas, após as etapas (a) a (e) atrás citadas, ou seja realizando uma das seguintes etapas: (f) revestimento dos grânulos não expandidos, derivados a partir da sínteses inicial, com uma mistura contendo grafite esfoliável, e expansão destes grânulos - 10- ΡΕ1431370 através do processo de expansão primária (b) atrás citado; ou (g) revestimento dos grânulos expandidos, derivados do processo de expansão primária (b) atrás citado, com uma mistura contendo grafite esfoliável e, após o processo de maturação (c) atrás citado, expansão destes grânulos em blocos usando o processo de expansão secundária, como mencionado na etapa (d) atrás citada; ou (h) revestimento dos grânulos expandidos, e após maturação, com uma mistura contendo grafite esfoliável, e expansão destes grânulos em blocos usando o processo de expansão secundária, como mencionado na etapa (d) atrás citada.

Nas anteriores etapas (f) , (g) e (h) , a grafite esfoliável é levada a aderir ao grânulo por intermédio da sua incorporação numa mistura de revestimento com diversos materiais resinosos. Podem ser adicionalmente aplicados ao poliestireno, com a mistura de resina e grafite esfoliável, outros retardadores de chama e materiais que actuam como agentes sinérgicos para o sistema de retardação de chama. A grafite esfoliável e o material resinoso podem ser compostos em conjunto e aplicados ao grânulo de EPS fazendo cair a mistura conjunta num misturador de fita, ou num qualquer outro tipo de dispositivo de mistura de corte baixo. De preferência, o material resinoso deve ser - 11 - ΡΕ1431370 aplicado na superfície do grânulo de EPS à medida que vai sendo deixado cair num tal misturador, até que a superfície fique uniformemente revestida e, em seguida, a grafite esfoliável é aspergida por cima da massa deixada cair, permitindo-se-lhe que adira à superfície do grânulo de EPS humedecido. A grafite esfoliável (ou de qualquer outra maneira “expansível") consiste em grafite nativa tratada com diversos ácidos - como por exemplo sulfúrico, nítrico ou fluorídrico - de tal maneira que essas adições juntamente com água ficam aprisionadas entre os planos dos cristais de grafite até um valor de 10% do peso do produto final. Quando tais grafites tratadas forem submetidas a calor, os materiais aprisionadas são libertados sob a forma de gás fazendo com que a grafite se possa expandir até 250 vezes o seu volume original.

Os grânulos de poliestireno expandido, modificados com a grafite esfoliável - como mencionado nas etapas (e), (f), ou (g) atrás citadas - são introduzidos em moldes e submetidos ao mesmo ciclo de aquecimento de vapor que foi descrito na etapa (c) atrás citada. À medida que os grânulos de poliestireno se expandem, eles amaciam e aderem em conjunto com a grafite e mistura de resina, passando a ficar incorporados dentro do bloco EPS. A grafite fica aprisionada no limite de expansão de cada grânulo, ao passo que a resina, os retardadores de chama e os agentes sinérgicos tendem a ficar aprisionados no seio do EPS. - 12- ΡΕ1431370 São obtidos melhoramentos benéficos, no que diz respeito ao comportamento face a incêndios, a partir de adições de grafite equivalentes a um décimo do peso do poliestireno expandido. No entanto, a fim de proporcionar o melhor comportamento em caso de incêndio, ou a mais estável protecção contra o fogo, o peso da grafite esfoliável precisa de ser aproximadamente equivalente ao peso de poliestireno e, consequentemente, duplica a massa volúmica do EPS. Dado que o EPS é utilizado principalmente devido às suas propriedades de isolamento térmico, a duplicação da densidade não altera significativamente as propriedades isolantes do EPS modificado.

Quando o poliestireno modificado, produzido como foi atrás exposto, é submetido a calor e a regimes de incêndio, observa-se um comportamento completamente diferente em comparação com o poliestireno expandido não modificado. Se for directamente exposta a um regime de incêndio, a grafite esfoliável activa-se e intumesce para o lado de fora em direcção à fonte de calor, produzindo uma massa isolante largamente inflamável que protege o EPS subjacente. 0 carácter e a rigidez do resíduo carbonoso ("carbonaceous char") podem ser modificados de forma crítica através da selecção da resina na mistura de resina.

Além disso, na presença da massa intumescente, a eficácia dos adicionais sistemas retardadores de chama fica melhorada em termos de redução da combustão de gases voláteis e de emissão de fumos. Em condições de incêndio, o - 13- ΡΕ1431370 EPS não modificado irá produzir goticulas flamejantes de EPS fundido a partir da zona de fogo. Embora os retardadores de chama convencionais consigam fazer com que as goticulas flamejantes se extingam muito rapidamente, os procedimentos e processamentos revelados nesta presente invenção podem eliminar este fenómeno.

Por outro lado, se o poliestireno expandido, assim modificado com grafite esfoliável e resinas seleccionadas, for construído em composição com placas resistentes ao fogo constituídas de aço, laminado fenólico, ou placas de cerâmica, tais estruturas compostas irão então funcionar como barreiras termicamente isolantes que, na eventualidade de um regime de incêndio, irão actuar como barreiras contra incêndios. Nesta situação, o comportamento do EPS modificado por grafite esfoliável será diferente do seu comportamento quando exposto directamente à chama. Ao ser exposta a um regime de incêndio como o que é definido no documento EN1363, a grafite esfoliável ir-se-á expandir de modo a preencher completamente o espaço deixado vazio entre as placas, que era previamente ocupado pelo EPS modificado por grafite esfoliável, com uma estável massa de resíduo grafítico ("graphitic char") que irá funcionar como um isolamento estável, capaz de atingir uma classe de resistência ao fogo ("fire protection rating") para os compostos que pode chegar até uma hora. Se o EPS modificado for destinado a aplicações de protecção contra incêndios deste tipo, será então crítica a selecção do grau de grafite esfoliável, e o seu nível de incorporação deverá - 14- ΡΕ1431370 ser seleccionado de maneira a preencher completamente a cavidade residual entre as placas do sistema de paredes.

Deve-se ter em atenção que o aglutinante de resina utilizado irá ter um significativo efeito sobre as propriedades físicas do EPS modificado por grafite esfoliável. Uma vertente da presente invenção tem a ver com a natureza do sistema de aglutinante de resina utilizado. Constitui uma vantagem da presente invenção que as propriedades físicas do EPS sejam melhoradas, ou permaneçam inalteradas, ao mesmo tempo que se ganham as vantagens relativamente ao comportamento perante o fogo e a chama. A mistura de resina é aplicada pelo lado de fora dos grânulos sob a forma de um revestimento de resina que é levado a aderir por intermédio da resina, e tem a aparência de uma película sobre o lado de fora dos grânulos. No processamento de expansão final, os grânulos irão de preferência expandir-se para o seio desta película, atravessando-a e fundindo-se conjuntamente para formar os blocos acabados. Nestas circunstâncias, o resíduo da película de resina aplicada irá aparecer nas junções de células. A menos que a resina aplicada seja compatível com o poliestireno, o bloco final irá ficar enfraquecido. A compatibilidade das resinas aglutinantes pode ser determinada tomando em consideração os parâmetros de solubilidade da resina aglutinante e do poliestireno. Em termos genéricos de solubilidade mútua, o parâmetro de solubilidade, §, das duas resinas não deverá ultrapassar - 15- ΡΕ1431370 l,02MPa1/2 (0,5 (cal cm 3)1/2) . Na presente invenção, os látexes de resina utilizados como aglutinantes de grafite para os grânulos consistem em copolimeros de cloreto de polivinilo/polivinilideno, e/ou homopolímeros de estireno, e/ou siloxanos de metilfenil, os quais podem ser todos aplicados sob a forma de emulsão.

Uma outra vertente do modelo de realização preferido reside na incorporação de agentes sinérgicos para o sistema retardador de chama. Os retardadores de chama bromados - particularmente hexabromociclododecano (HBCD) -têm vindo a ser convencionalmente incorporados no seio do EPS para melhorar a capacidade retardante de chama. Podem ser proporcionados óxidos metálicos, de preferência pertencentes ao grupo 6B da Tabela Periódica, para actuar como agentes sinérgicos para a capacidade retardante de chama. Observa-se uma adicional e significativa redução na emissão de fumos e uma redução de inflamabilidade, se forem adicionados os óxidos metálicos à mistura aplicada ao grânulo de EPS com o sistema de resina e/ou grafite esfoliável. Tal como mencionado no documento EP 01309918.9, o óxido de tungsténio é o agente sinérgico preferido.

Passam agora a ser descritos modelos de realização para a invenção, mas apenas a titulo de exemplo.

Todos os exemplos adiante apresentados, ilustrando o procedimento e a eficiência do processo, utilizam uma das duas rotinas seguidamente expostas. - 16- ΡΕ1431370 A) Aplicação em grânulo de EPS acabado de expandir. 0 grânulo de poliestireno, expandido de uma maneira convencional a partir do expansor primário, é revestido com uma mistura de látexes seleccionados, com adicionais retardadores de chama e um agente sinérgico. Por questões de conveniência, o grânulo deve ser obtido e tratado directamente a partir do expansor primário. 0 modo de aplicação é irrelevante, desde que os grânulos sejam agitados ou mexidos de modo a revestir adequada e completamente a superfície do grânulo. Será apropriado um convencional misturador de fita, ou qualquer outro aparelho com uma acção efectiva semelhante. Quando o grânulo se encontrar completamente revestido, a grafite esfoliável é aspergida por cima da superfície do grânulo e distribuída de uma maneira semelhante. 0 látex resinoso irá fazer com que a grafite esfoliável adira à superfície do grânulo. Em seguida, é permitida a secagem e maturação do grânulo de forma convencional, de preferência em sacos têxteis ventilados. Quando está seco, o grânulo não se comporta de maneira diferente relativamente a um grânulo não revestido e, consequentemente, pode ser tratado pelos sistemas convencionais comuns nesta tecnologia. 0 grânulo é carregado para dentro dos moldes de blocos ou de enformação, e é expandido com vapor para constituir formas ou blocos rígidos. B) Aplicaçao em grânulo de EPS após maturação. - 17 - ΡΕ1431370 0 grânulo de poliestireno, expandido de uma maneira convencional a partir do expansor primário e submetido a maturação em sacos têxteis ventilados, é revestido com uma mistura de látexes seleccionados com adicionais retardadores de chama e um agente sinérgico. Quando o grânulo se encontrar completamente revestido, a grafite esfoliável é aspergida por cima da superfície do grânulo e distribuída de uma maneira semelhante. 0 grânulo é então carregado directamente para dentro dos moldes de blocos. Apesar de estar humedecido, o grânulo comporta-se de uma maneira semelhante à do grânulo não revestido. No entanto, e uma vez que o grânulo está humedecido com a água proveniente da emulsão de resina e com qualquer água adicional que tenha sido usada, são necessários tempos de cozimento mais prolongados para definir completamente o bloco, e os blocos de EPS assim formados precisam de um intervalo de tempo até 14 dias para que o seu peso estabilize.

Subsequentemente a ambos os processamentos atrás mencionados, os blocos podem ser cortados com cortadores de fio quente, da mesma maneira que acontecia com os blocos de EPS não modificados. A invenção pode ser ilustrada pelos 22 exemplos que se seguem (alguns deles comparativos, e outros de acordo com a invenção), sendo as formulações, processamentos e resultados mostrados nas Tabelas 1, 2 e 3 adiante apresentadas. - 18- ΡΕ1431370

Os exemplos foram produzidos num molde de blocos laboratorial de 200 x 200 x 300 mm, simulando o comportamento e a construção de moldes de blocos de produção à escala real. Os exemplos 1 a 12 foram produzidos a partir de grânulos, após maturação, que foram revestidos com as misturas de resina, retardadores de chama e agentes sinérgicos, como atrás apresentado, sendo a superficie humedecida subsequentemente revestida com grafite esfoliável e, em seguida, expandindo-os enquanto ainda húmidos no molde de blocos, sendo o vapor aplicado ao molde de blocos a uma temperatura entre 102 °C e 111°C e uma pressão situada entre 1,5 bar e 2,5 bar.

Os exemplos 13 a 22 foram produzidos a partir de grânulos acabados de expandir, revestindo- -os com as misturas de resina, retardadores de chama e agentes sinérgicos, como atrás apresentado, sendo a superficie humedecida subsequentemente revestida com grafite esfoliável. Os grânulos foram depois submetidos a maturação em sacos têxteis e, em seguida, expandidos a seco no molde de blocos laboratorial com vapor aplicado ao molde de blocos a uma temperatura entre 102 °C e 111°C e uma pressão situada entre 1,5 bar e 2,5 bar.

Nos exemplos, as resinas acrílicas de estireno (não de acordo com a invenção) são representadas por Pliolite LSI, um produto da empresa Goodyear Chemicals, as resinas de poliestireno são representadas por Emultex 340, um produto da empresa Synthomer Ltd., as resinas de cloreto - 19- ΡΕ1431370 de vinilo/vinilideno são representadas por Haloflex 202, um produto da empresa Neoresins BV, e os siloxanos de metilfenil são representados por Silikophen P65W, um produto da empresa Thomas Goldshmidt GmBH. O retardador de chama adicional é HBCD (hexabromociclododecano), mas poderia ser qualquer retardador de chama convencional bromado. O agente sinérgico é óxido de tungsténio, mas poderia ser qualquer óxido ou combinação de óxidos provenientes de elementos do grupo 6B da Tabela Periódica. Deve referir-se que o exemplo 22 constitui um controlo. O comportamento de protecção contra incêndios foi medido ao fazer a montagem de amostras com 200 x 200 x 100 mm, cortadas a partir de blocos produzidos no molde de blocos laboratorial, entre placas com 0,8 mm de espessura feitas de aço revestido com plastisol, os quais foram instalados para funcionarem como barreiras contra incêndios num forno de ensaio capaz de reproduzir a curva de fogo celulósico ISO. A temperatura da face traseira das amostras foi monitorizada até uma temperatura de falha de resistência num valor médio de 140°C acima da temperatura ambiente.

Depois de ter ardido, a face fria de cada amostra foi removida e foi registado o estado e a condição do resíduo de grafite esfoliável, particularmente a capacidade do resíduo para preencher a cavidade que fora previamente ocupada pelo EPS modificado. -20- ΡΕ1431370 0 comportamento em caso de incêndio foi medido ao fazer a montagem de amostras com 600 x 100 x 50 mm, cortadas a partir de blocos produzidos no molde de blocos laboratorial, num aparelho capaz de simular as condições do aparelho de Single Burning Item (EN 13823) . Este aparelho tem demonstrado que consegue uma correlação de 0,93 entre o índice da Taxa de Crescimento de Fogo ("Fire Growth Rate Index - FIGRA") por ele registado e o FIGRA que é registado pelo aparelho à escala real. Foi assim obtida por cálculo uma Euroclass conforme indicado. A medição das propriedades físicas foi completamente convencional. É claramente evidente a partir dos resultados apresentados que, com os tipos de resina definidos: (a) podem ser obtidas excelentes barreiras contra incêndios ao disponibilizar uma quantidade suficiente de grafite esfoliável - que, aquando da ignição, está presente na formulação para preenchimento da cavidade localizada entre as placas da barreira contra incêndios - sem perda de isolamento de baixa temperatura. (b) são alcançáveis excelentes propriedades de comportamento perante o fogo para o EPS exposto, com um melhoramento nas propriedades físicas. (c) podem ser vantajosamente incluídos adicionais retardadores de chama convencionais e respectivos agentes sinérgicos nas misturas aplicados ao EPS. - 21 - ΡΕ1431370

Tabela 1 Peso Experimental de cargas para um Molde de Blocos com 200 x 200 x 300 mm produzido à Escala Laboratorial N° do Exemplo Condição Grânulo de EPS Peso de EPS Peso de Graf ite Resina Peso de Resina Água HBCD W02 1* WAWS 1420F 330 330 Pliolite LSI 110 110 2 WAWS 1420F 330 330 Emultex 340 110 110 3 WAWS 1420F 330 330 Emultex 340 110 0 3,3 4 WAWS 1420F 330 330 Emultex 340 110 110 33 3,3 5 WAWS 1420F 330 330 Haloflex 202 110 0 6 WAWS 1420F 330 330 Haloflex 202 110 55 3,3 7 WAWS 1420F 330 330 Haloflex 202 110 55 33 3,3 8 WAWS 1420F 330 330 Silikophen P65W 110 55 9 WAWS 1420F 330 330 Silikophen P65W 110 55 3,3 3,3 10 WAWS 1420F 330 330 Haloflex 202 55 0 Silikophen P65W 55 11 WAWS 1420F 330 330 Haloflex 202 55 110 3,3 Silikophen P65W 55 12 WAWS 1420F 330 330 Haloflex 202 55 55 3,3 3, 3 Silikophen P65W 55 13* WADS 1014F 330 330 Pliolite LSI 110 110 — 14* WADS 1014F 330 370 Pliolite LSI 110 110 — 15* WADS 1014F 330 370 Pliolite LSI 110 110 — 16* WADS 1014F 330 370 Pliolite LSI 110 110 2,5 17 WADS 1014F 330 370 Haloflex 202 110 55 6 3 18 WADS 1014F 330 370 Haloflex 202 110 55 19 WADS 1014F 330 370 Haloflex 202 110 55 2,5 20 WADS 1014F 330 370 Haloflex 202 110 55 6 3 21 WADS 1014F 330 370 Haloflex 202 110 6 3 Silikophen P65W 110 22* WADS 1014F 330 - nenhuma - - - - ‘exemplos comparativos CÓDIGOS: WAWS - grânulo após maturação, Aplicação Húmida Cozimento Húmido ("Wet Applied Wet Steamed") WADS - grânulo acabado de expandir, Aplicação Húmida, maturação, _Cozimento a Seco ("Wet Applied Dry Steamed")_ - 22- ΡΕ1431370

Tabela 2 Pesos percentuais da formulação dos Exemplos 1 a 22 % EPS % Grafite % Sólidos de Resina % HBCD % W02 Total Exemplo 1* 46,88 46,88 6,25 0 0 100 Exemplo 2 46,15 46,15 7,69 0 0 100 Exemplo 3 45,94 45,94 7,66 0, 46 0 100 Exemplo 4 45, 73 45, 73 7,62 0, 46 0, 46 100 Exemplo 5 46,15 46,15 7,69 0 0 100 Exemplo 6 45,94 45,94 7,66 0 0, 46 100 Exemplo 7 45, 73 45, 73 7,62 0, 46 0, 46 100 Exemplo 8 46,88 46,88 6,25 0 0 100 Exemplo 9 46,44 46,44 6,19 0, 46 0, 46 100 Exemplo 10 46,51 46,51 6,98 0 0 100 Exemplo 11 46,3 46,3 6,94 0, 46 0 100 Exemplo 12 46,08 46,08 6,91 0, 46 0, 46 100 Exemplo 13* 46,88 46,88 6,25 0 0 100 Exemplo 14* 44,35 49, 73 5,91 0 0 100 Exemplo 15* 44,35 49, 73 5,91 0 0 100 Exemplo 16* 44,21 49,56 5, 89 0, 33 0 100 Exemplo 17 43,19 48, 43 7,2 0, 79 0,39 100 Exemplo 18 43, 71 49,01 7,28 0 0 100 Exemplo 19 43,56 48, 84 7,26 0, 33 0 100 Exemplo 20 43,19 48, 43 7,2 0, 79 0,39 100 Exemplo 21 43,19 48, 43 7,2 0, 79 0,39 100 Exemplo 22* 100 ‘exemplos comparativos ΡΕ1431370 -1-

Tabela 3 Resultados do Comportamento para os Exemplos 1 a 22

Exemplo Resultados da Protecção contra Incêndio Resultados da Reacção a Incêndio Propriedades Físicas Tempo para Δ140 Temperatura para 30 minutos Temperatura para 60 minutos % de Preenchimento da Cavidade FIGRA (PD) Calculado Euroclass Densidade Resistência ao Esmagamento Valor de K Minutos °C °C FIGRA Estimado 75¾ Pascal 50¾ Pascal JM_iK_i10' ^Exemplo 1 39,5 118 90 41,04 4,72 D 28 11300 18 200 Exemplo 2 12,5 334 60 47,77 5,52 D 25 12 800 20 400 Exemplo 3 11 330 50 20,02 2,21 D 25 11800 19 700 Exemplo 4 10,5 293 35 22,69 2,53 D 31 13 200 20 400 Exemplo 5 13,5 239 75 20,27 2,24 D 34 11700 17 900 Exemplo 6 10 312 65 32,19 3,66 D 31 14 600 22 600 Exemplo 7 12 223 60 23,68 2,65 D 35 13 400 21000 Exemplo 8 8 369 40 6,41 0,58 C 33 Exemplo 9 115 302 50 4,72 0,38 B 18 13 500 20 800 Exemplo 10 9,5 334 70 7,2 0,68 C 38 11200 18 200 Exemplo 11 13 202 75 9,64 0,97 C 32 12100 19 600 Exemplo 12 9 384 25 21,05 2,33 D 33 11100 18 200 ^Exemplo 13 33,5 149 220 80 45,43 5,24 D 29 18 200 24 000 39,2 *Exemplo 14 >70 82 141 100 37 4,24 D 28 13 000 25 700 48,5 *Exemplo 15 49 110 173 100 26,91 3,03 D 31 12 600 24 400 39,2 *Exemplo 16 29,5 162 186 90 41,43 4,77 D 28 16 800 31300 43,5 Exemplo 17 40,5 128 189 85 6,68 0,61 C 33 16 800 29 400 57,3 Exemplo 18 49 117 173 85 38,68 4,44 D 35 16 500 27 300 42,7 Exemplo 19 58 101 162 90 22,8 2,54 D 31 11900 24 700 39,2 Exemplo 20 >70 80,3 143 95 4,69 0,38 B 35 12 700 25 400 42,1 Exemplo 21 >70 83,8 121 95 3,4 0,22 B 35 14 00 25100 33 *Exemplo 22 7 418 519 0 111,39 13,13 E 17 10 000 22 900 30,3 *exemplos comparativos

Lisboa, 23 de Março de 2012

Claims (11)

1. ΡΕ1431370 - 1 - REIVINDICAÇÕES 1. Uma composição para formação de um material resistente ao fogo compreendendo uma multiplicidade de grânulos expansíveis de um material em polímero, em que o material em polímero consiste em poliestireno, sendo tais grânulos revestidos com um grafite esfoliável, caracterizada por a grafite esfoliável ser levada a aderir aos grânulos por intermédio de uma resina apresentando um parâmetro de solubilidade que chega até sensivelmente l,02MPa1/2 (0,5 (cal cm"3)1/2) do parâmetro de solubilidade do material em polímero, em que a resina consiste numa emulsão compreendendo um ou mais dos seguintes elementos: um homopolímero de estireno, um copolímero de cloreto de vinilo-vinilideno, ou siloxano de metilfenil.
2. 2. Uma composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a resina incluir um retardador de chama halogenado.
3. 3. Uma composição de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por a resina incluir um agente sinérgico consistindo num óxido de um elemento do Grupo 6B da Tabela Periódica.
4. 4. Uma composição de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizada por o retardador de chama halogenado consistir num retardador de chama bromado. -2- ΡΕ1431370
5. 5. Uma composição de acordo com a reivindicação 2, 3 ou 4, caracterizada por o retardador de chama consistir em hexabromociclododecano.
6. 6. Uma composição de acordo com a reivindicação 3, 4 ou 5 (quando as reivindicações 4 e 5 dependerem da reivindicação 3), caracterizada por o agente sinérgico consistir em óxido de tungsténio.
7. 7. Uma composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6 (quando as reivindicações 4 e 5 dependerem da reivindicação 3), caracterizada por o agente sinérgico consistir em óxido de tungsténio amarelo.
8. 8. Uma composição de acordo com qualquer uma das precedentes reivindicações, caracterizada por os grânulos expansíveis consistirem em grânulos de poliestireno parcialmente expandido.
9. 9. Um procedimento para formação de um material resistente ao fogo compreendendo as seguintes etapas: disponibilização de uma multiplicidade de grânulos expansíveis de um material em polímero consistindo em poliestireno; revestimento destes grânulos por uma grafite esfoliável, sendo a grafite esfoliável levada a aderir aos grânulos por intermédio de uma resina que apresenta um parâmetro de solubilidade que chega até sensivelmente 0,5 (cal cm-3)1/2 do parâmetro de solubilidade do material em -3- ΡΕ1431370 polímero, em que a resina consiste numa emulsão compreendendo um ou mais dos seguintes elementos: um homopolimero de estireno, um copolimero de cloreto de vinilo-vinilideno, ou siloxano de metilfenil; provocação ou permissão para que estes grânulos se expandam e se fundam conjuntamente.
10. 10. Um material resistente ao fogo compreendendo uma composição de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, em que tenha sido permitido que os grânulos se expandam e se fundam conjuntamente.
11. 11. Uma barreira de fogo formada por um material resistente ao fogo, de acordo com a reivindicação 10, disposto entre placas exteriores não inflamáveis, onde o material resistente ao fogo contém uma quantidade suficiente de grafite esfoliável para preencher praticamente a cavidade localizada entre as placas, mediante a expansão da mesma após fusão e perda do material em polímero numa situação de incêndio. Lisboa, 23 de Março de 2012 ΡΕ1431370 - 1 - REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO Esta lista de referências citadas pelo requerente é apresentada somente para conveniência do leitor. Ela não faz parte do documento de patente Europeia. Embora tendo havido um grande cuidado na compilação das referências, os erros e omissões não estarão completamente excluídos, e o European Patent Office - EPO descarta qualquer responsabilidade a este respeito. Documentos de Patente citados na descrição . DE 19910257 . EP 01309918 A . JP 4356543 B ΡΕ1431370