PT1539653E - Método de preparar uma espuma à base de silicato, espuma obtida utilizando tal método bem como a sua utilização. - Google Patents

Description

ΡΕ1539653 1 DESCRIÇÃO "MÉTODO DE PREPARAR DMA ESPUMA À BASE DE SILICATO, ESPUMA OBTIDA UTILIZANDO TAL MÉTODO BEM COMO A SUA UTILIZAÇÃO" A invenção presente refere-se para um método de preparar uma espuma à base de silicato em que o silicato é fornecido a um misturador sob pressão, com agitação intensa do silicato e do veículo gasoso sendo efectuado num misturador, após o qual a espuma de veículo gasoso e silicato é entregue por via de uma abertura de saída do misturador, caracterizado pelo facto do misturador ser tubular e por o misturador ser internamente munido com materiais de enchimento, que efectuam uma mistura intensa do silicato e veículo gasoso. 0 método referido na introdução é conhecido por si mesmo da patente dos EUA N° 4 960 621, em que é aplicada a uma superfície uma espuma não combustível, inorgânica para se tornar retardante ao fogo. O método que é conhecido daqui compreende o fornecimento de duas embalagens separadas, isto é uma embalagem que compreende cerca de 64% de silicato de sódio que tem uma relação de Si02/Na20 de cerca de 2,9, e outra embalagem que compreende cerca de 8% fluoreto de sílica de sódio e cerca de 20% de um enchimento, após o qual os conteúdos das duas embalagens separadas são misturados e os conteúdos misturados são 2 ΡΕ1539653 aplicados à referida superfície, com a mistura obtida que tendo um volume seis a dez vezes dos volumes adicionados dos conteúdos embalados. Uma desvantagem do método que é daí conhecido é o facto que são sempre requeridas duas embalagens separadas, com uma embalagem compreendendo um enchimento relativamente dispendioso. Além disso, a referida patente dos EUA não fornece nenhum detalhe adicional no que respeita à mistura dos conteúdos dos dois embalagens separadas. Além disso, é sempre obtida uma espuma que tem uma composição fixa. A patente dos EUA N° 5 714 000 refere-se para um método de preparar uma composição química rígida colocando a alimentação a vapor de três matérias-primas em tanque ou reservatórios de tamanho apropriado que estão conectados por sistemas de tubagens a bombas de deslocamento positivo. Os reagentes são bombeados para um misturador contínuo, alta velocidade e elevado corte, que produz a espuma húmida fornecida aos moldes. É injectado ar comprimido ou azoto no misturador a uma determinada velocidade para produzir a densidade de espuma húmida desejada. A patente dos EUA N° 3 933 514 refere-se para uma composição para produzir uma espuma de silicato em que os ingredientes da receita são adicionados a um misturador com água e misturado na presença de ar, em que a mistura é agitada até os ingredientes estarem uniformemente misturados e começar a reagir. A agitação da mistura pode ser acompanhada por bombagem de ar através da mistura, 3 ΡΕ1539653 fazendo circular um fluido através do meio reaccional, ou agitando mecanicamente a reacção. 0 agente de expansão pode ser incorporado na mistura como o gás dissolvido ou arrastado ou adicionando um gás e libertação gasosa à composição para produzir espuma de muito baixa densidade. 0 objecto da presente invenção é fornecer uma espuma à base de silicato, cuja espuma tem um tempo de secagem curto e que pode ser trabalhada após curto espaço de tempo.

Outro objecto da presente invenção é fornecer um método de preparar uma espuma à base de silicato, sendo a natureza da referida espuma tal que a superfície para a qual a forma é aplicada não sofrerá nenhuma deformação.

Ainda outro objecto da invenção presente é fornecer uma espuma que reduz significativamente o valor de PCS, isto é a quantidade de energia que é libertada em combustão, de materiais orgânicos com a finalidade de fazer materiais orgânicos que tenham sido tratados com a presente espuma resistente ao fogo.

Ainda outro objecto da presente invenção é fornecer uma espuma que é aplicada a uma superfície de tal modo que a espuma não penetrará completamente no objecto a ser impregnado, como resultado do qual o objecto impregnado irá manter as suas características flexíveis originais. 4 ΡΕ1539653

Outro objecto da presente invenção é fornecer uma espuma que pode ser utilizada como um adesivo, que forneça suficiente poder adesivo com uma pequena quantidade de espuma.

De acordo com a invenção presente, o método como referido na introdução é caracterizado em que o misturador é tubular e internamente equipado com materiais de enchimento que efectuam uma intensa mistura do silicato e veiculo gasoso.

Como resultado da referida mistura intensa de silicato e veiculo gasoso no misturador, é obtida uma espuma forte e cheia, de forma que os objectivos supracitados são realizados. 0 gás de portador que pode ser utilizado na presente invenção é seleccionado de um grupo que consiste em oxigénio, azoto, ar, dióxido de carbono e monóxido de carbono, ou uma combinação de um ou mais destes. Preferencialmente, ar é usado como o veículo gasoso, porque tal veículo gasoso está disponível em grandes quantidades a um baixo preço. 0 composto de silicato que pode ser utilizado na presente invenção pode ser seleccionado do grupo que consiste em silicatos de sódio, potássio e de magnésio, com a possivel adição de outros compostos de silicato que são conhecidos dos peritos na técnica. 0 silicato de sódio 5 ΡΕ1539653

(silicato alcalino) é especialmente preferido, porque fornecerá uma espuma forte. 0 silicato alcalino é um membro da família dos compostos solúveis de silicato de sódio. A fórmula do silicato de sódio varia de Na203 .Si02 a 2Na20Si02, dependendo das quantidades de água a ser utilizada São conhecidos dois processos para preparar silicato alcalino, isto é o processo de forno e o processo hidrotermal, cujos dois processos são extensivamente descritos na literatura, de forma que não precisem que seja aqui explicado em mais detalhe.

De modo a dar propriedades adicionais à espuma obtida, por exemplo de forma a aumentar a sua resistência ao fogo para obter um maior poder adesivo, um ou mais aditivos seleccionados do grupo que consiste em tensioactivos, corantes, aromáticos, agentes de estabilização de espuma, agentes de limpeza, agentes que aumentam a resistência ao fogo, insecticidas, ácidos e podem ser acrescentados ao silicato agentes de ligação. É particularmente preferível utilizar um ou mais tensioactivos de modo a efectuar uma mistura intensa dos silicatos e veículo gasoso no misturador, cujos tensioactivos reduzem a tensão de superfície entre o veículo gasoso e os silicatos, como resultado dos quais ocorre uma mistura apropriada dos dois fluxos.

De forma a obter uma mistura apropriada de silicato e veículo gasoso, é utilizado um misturador 6 ΡΕ1539653 tubular, de modo que seja assegurado um tempo de permanência suficientemente longo para efectuar uma intensa mistura dos dois componentes.

Além disso, para o misturador é equipado interiormente com materiais de enchimento que efectuam uma mistura intensa de silicato e veiculo gasoso. 0 presente misturador, que é tubular como mencionado acima, é fornecido com o veiculo gasoso, preferencialmente ar comprimido que está sob uma pressão de cerca de 7-8 bar, numa sua extremidade. 0 referido ar comprimido é fornecido ao misturador por um compressor provido com uma válvula de redução, com a quantidade a ser fornecida ao misturador controlada por uma válvula de medição. 0 presente misturador é facultado com materiais de enchimento de forma que seja efectuado um intenso contacto com o silicato que está a ser igualmente fornecido ao misturador. 0 fornecimento de silicato preferencialmente ocorre a jusante do local onde ocorre a medição do veiculo gasoso, com o silicato liquido, ao qual ou podem ter sido adicionados um ou mais aditivos, preferencialmente tensioactivos, sendo fornecido ao misturador a uma pressão de cerca de 5-60 bar por uma bomba equipada com controlador de frequência e uma válvula de medição. Os materiais de enchimento presentes no interior do misturador efectuam uma intensa mistura da mistura de silicato e veiculo gasoso, como resultado da qual é obtida uma espuma no outro extremo do misturador, no qual está presente uma saida, cuja espuma 7 ΡΕ1539653 sofreu um aumento de volume da ordem de cerca de 5-25 vezes do volume original da mistura de silicato. A presente invenção refere-se em particular para uma espuma com uma base de veiculo gasoso e silicato. A utilização de silicato de espuma tem várias vantagens, tal como o facto que é possível uma medição muito precisa de espuma e que é possível controlar a composição da espuma a ser formada. Além disso, é obtido um curto tempo de secagem como resultado da presença do veículo gasoso. Além disso, podem ser obtidos grandes volumes de espuma, com a capacidade de armazenamento da mistura original de silicato ocupando apenas 1-25 do volume da espuma de silicato. Outra vantagem industrial importante é o facto de que o presente equipamento de aplicação para matérias-primas viscosas ou do tipo pasta poder ser utilizado para o presente método sem ser requerida qualquer adaptação de construção complexa.

Como já mencionado antes, o veículo gasoso para a presente espuma foi seleccionado do grupo que consiste em oxigénio, azoto, ar, gás carbónico e monóxido de carbono, com o ar a ser preferencialmente utilizado como o veículo gasoso. É especialmente utilizado silicato de sódio como o composto de silicato.

Para a dar à espuma obtida várias propriedades adicionais, a espuma contém um ou mais aditivos selecciona- 8 PE 1539653 dos do grupo que consiste preferencialmente em tensio-activos, corantes, aromatizantes, agentes de estabilização de espuma, agentes de limpeza, agentes de aumento de resistência ao fogo, insecticidas, ácidos e agentes de ligação. A presente espuma pode ser utilizada, por exemplo, como um adesivo. A presente espuma fornece muitas vantagens, em particular quando adere em materiais porosos. A quantidade de adesivo é assim minimizada, embora a camada adesiva seja apesar disso suficientemente espessa para permitir o adesivo de penetrar os poros do material. Se a presente espuma for utilizada em materiais impregnáveis, tal como papel, algodão, materiais não tecidos e do género, as propriedades naturais do silicato, com a possível adição de aditivos especiais, dão a tais materiais propriedades que retardam o fogo e repelem a humidade, sem os referidos materiais se tornarem intratáveis, ou seja mais duros. Em tal aplicação, pode ser facilmente demonstrada uma diferença essencial entre os conhecidos compostos de silicato líquido e a presente espuma. Por exemplo, quando o papel é tratado com silicato líquido, como é habitual na estado anterior da técnica, o silicato líquido penetrará completamente os poros do papel, após o que não mais é possível, depois de certo tempo, enrolar o papel que tenha sido assim tratado. 0 papel tornou-se duro como resultado do referido tratamento. 0 papel que tenha sido tratado com a presente espuma, por outro lado, permanecerá flexível por causa do facto de que o papel impregnado não está saturado 9 ΡΕ1539653 com o material de espuma. O presente requerente assume que a espuma de silicato compreende pequenos intervalos que contêm o veiculo gasoso, que previne a formação de uma rede fechada de silicato, embora o presente requerente de modo algum deseja estar ligado a tal teoria.

Outra aplicação da presente espuma é a sua utilização como um retardante de fogo. Considerando que a presente espuma compreende moléculas de água presas, será fornecido um efeito de refrigeração adicional no caso de um incêndio, como resultado do qual o material impregnado terá um valor de PCS melhor que na situação na qual não é utilizada nenhuma espuma.

Ainda outra aplicação da presente espuma é a sua utilização como um agente por obter resistência à humidade. Embora seja conhecida a utilização de silicato como um repelente à humidade, por exemplo de patente dos EUA N° 5 460 864, não é conhecida a utilização especial de uma espuma. Uma vantagem especial obtida com a presente espuma é o facto de que o papel que foi tratado com a espuma reterá suas caracteristicas flexíveis inerentes, de forma que o material tratado não deformará.

Numa forma de realização especial é também possível utilizar a presente espuma como um aglutinante, por exemplo para fibras e/ou grânulos, tal como mantas ou placas de lã minerais, mantas ou placas cerâmicas, mantas ou placas de material celuloso, construindo blocos feitos 10 ΡΕ1539653 de turfa e papelão. Uma vantagem da utilização de espuma como um aglutinante é a pequena quantidade de energia que é requerida para secar o material. A presente invenção será explicada em seguida por meio de um exemplo, devendo ser observado que a presente invenção não está por nenhum meio limitada a tal um exemplo especial, mas que o exemplo é somente destinado como modo de ilustração. A Figura anexa mostra esquematicamente a invenção presente.

Um recipiente de armazenamento 1 contendo silicato (por exemplo silicato de sódio, comercializado por Silmaco, Lanaken, Holanda) é conectado a um misturador 4, a cujo misturador 4 também é fornecido um veiculo gasoso do recipiente 2. O recipiente 2 é um cilindro de ar comprimido, por exemplo. O misturador 4 é fornecido internamente com material de enchimento (não apresentado). Podem ser acrescentados um ou mais aditivos do recipiente 3 ao misturador 4. Numa forma de realização especial é também possível medir um ou mais aditivos directamente para o recipiente 1, de forma que a mistura dos aditivos já acontece no recipiente 1. Por causa da claridade, as bombas exigidas e as válvulas de pressão, válvulas redutoras e medidores de fluxo não são apresentados na presente representação esquemática. Porém, a utilização de tal equipamento estará clara para um perito neste campo da 11 PE 1539653 técnica. A mistura intensa do silicato e veiculo gasoso acontece no misturador 4, depois do qual a espuma formada no misturador 4 é descarregada na aplicação 5, por exemplo como um adesivo, um retardante de fogo, um repelente da humidade, um aglutinante ou um agente de impregnação.

Lisboa, 7 de Maio de 2007

Claims (7)

1. ΡΕ1539653 1 REIVINDICAÇÕES 1. Método de preparar uma espuma à base de silicato, em que o silicato é fornecido a um misturador sob pressão, para cujo misturador também é fornecido sob pressão um veiculo gasoso, com mistura intensa do silicato e o veiculo gasoso sendo realizado no misturador, depois do qual é entregue uma espuma de veiculo gasoso e silicato por uma abertura de saida do misturador, caracterizado por o misturador ser tubular e por o misturador ser internamente munido com materiais de enchimento, que efectuam uma mistura intensa do silicato e do veículo gasoso.
2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o veiculo gasoso ser seleccionado de um grupo que consiste de oxigénio, azoto, ar, dióxido de carbono e monóxido de carbono, ou uma combinação de um ou mais disso.
3. 3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o ar ser utilizado como o veiculo gasoso.
4. 4. Método de acordo com qualquer uma ou mais das reivindicações precedentes, caracterizado por o silicato de sódio ser usado como o silicato.
5. 5. Método de acordo com qualquer uma ou mais das reivindicações precedentes, caracterizado por um ou 2 ΡΕ1539653 mais aditivos seleccionados do grupo que consiste em tensioactivos, corantes, aromatizantes, agentes de estabilização de espuma, agentes de limpeza, agentes que aumentam a resistência ao fogo, insecticidas, ácidos e agentes de ligação serem adicionados ao silicato.
6. 6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por serem utilizados um ou mais tensioactivos.
7. 7. Método de acordo com qualquer uma ou mais das reivindicações precedentes, caracterizado por a medição de silicato ser realizada a jusante do local em que é realizada a medição do veiculo gasoso. Lisboa, 7 de Maio de 2007