PT1546286E - Um retardante de chama e um método para a sua produção - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "UM RETARDANTE DE CHAMA E UM MÉTODO PARA A SUA PRODUÇÃO"

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção relaciona-se com uma composição retardante de chama e com um método de a produzir. Mais especificamente, a invenção é dirigida a uma composição retardante de chama possuindo propriedades endo-térmicas para absorver quantidades consideráveis de calor em associação com as fases iniciais de um fogo, e um método de produzir uma tal composição.

TÉCNICA ANTECEDENTE

Tradicionalmente, os efeitos perigosos do fogo foram combatidos pelo uso da água. No entanto, a água como único agente é frequentemente inadequada ou ineficiente para combater certos incêndios. Assim, para melhorar a eficiência da água como um agente de combate ao fogo, têm sido adicionados vários materiais e produtos químicos à água.

Por exemplo, sistemas físicos de suspensão de partículas, tais como as suspensões de argila líquida ou produtos químicos solúveis em água para criar misturas que 2 ΡΕ1546286 incluem tensioativos para auxiliar a molhagem, a dispersão ou a penetração, agentes de formação de espuma, tais como produtos químicos de baixo ponto de ebulição, ou métodos tais como a incorporação de gases comprimidos para produzir espumas, têm sido utilizados em combinação com a água para melhorar o seu efeito de combate ao fogo e os efeitos perigosos do fogo. A patente AU 615 140 revela uma composição de extinção de fogo que é uma solução aquosa que compreende ácido acético, ácido cítrico ou citrato de potássio, e carbonato de potássio. A composição de extinção do fogo produz uma ação de formação de espuma quando aplicada a um fogo seguida de rápida formação de uma matriz de espessura permanente que cobre a superfície do material em combustão evitando assim o reacendimento e o retorno da chama.

No entanto, muitos destes materiais e propriedades da composição de água modificada sofrem de desvantagens inerentes, tais como composições que são caracte-rizadas por serem tóxicas, corrosivas e /ou prejudiciais para o ambiente.

Por exemplo, os fosfatos de sódio, potássio ou de amónio quando incorporados com água para melhorar a capacidade da água para combater o fogo resultam numa água possuindo uma temperatura de decomposição térmica relativamente baixa, e assim sob certas condições produzirá 3 ΡΕ1546286 gases tóxicos bem como deixará um residuo pegajoso durante a utilização. A patente US 3 274 105 revela uma composição de extinção de fogo que é uma solução aquosa que compreende acetato de potássio, pirofosfato de tetrapotássio e preferencialmente também éster de fosfato como um agente molhante. Os ésteres de fosfato são notoriamente perigosos para o ambiente.

Adicionalmente, os halogéneos são também convencionalmente adicionados para melhorar a eficiência da água como um agente de combate ao fogo, mas estes também apresentam desvantagens no que diz respeito ao ambiente, uma vez que os halogéneos podem produzir gases tóxicos e incorrem em danos para a camada de ozono da terra.

Consequentemente, estas composições retardantes de chama conhecidas convencionalmente contendo os produtos químicos acima, bem como os retardantes de chama convencionais ésteres de fosfato ou bromados, todos envolvem potencialmente um risco sério para a vida biológica e a sua estrutura genética associada.

No contexto desta invenção o termo retardante de chama é utilizado para designar um produto químico que pode prevenir a ignição de fogo ou seu desenvolvimento por ligação de quantidades consideráveis de energia térmica. O retardante de chama providencia uma proteção superficial 4 ΡΕ1546286 que pode ser aplicada ao material de modo a proteger tal material contra o incidente de fogo e a chama aberta associada. Esta proteção do material contra a chama aberta, por não se tornar material de combustível para o fogo, previne assim a propagação das chamas abertas do fogo. A patente US 4 804 482 revela uma composição de revestimento retardante de chama que é uma solução aquosa que compreende ácido cítrico; carbonato, hidrogenocarbonato e/ou hidróxido de sódio e de potássio. A composição é apropriada para a impregnar materiais orgânicos tais como madeira, tecido, material de espuma, etc. A patente US 5 091 097 revela um material de inibição de fogo que é uma solução aquosa que compreende ácido cítrico e hidróxido de potássio. A composição é apropriada para impregnação de árvores, escovas e outro material absorvente.

No entanto, o problema ainda permanece para uma composição retardante de chama proteger a superfície de um material à qual é aplicada, e também para limitar a propagação do fogo através da restrição da capacidade da chama aberta para se deslocar sobre a superfície protegida, enquanto ainda permanece inerentemente ambientalmente amigável, barata de produzir e elimina potencialmente o risco grave de lesão, se a composição entrar em contato com a pele humana ou for engolida. 5 ΡΕ1546286

OBJECTOS DA INVENÇÃO É um objecto desta invenção providenciar uma composição retardante de chama que seja naturalmente totalmente biodegradável e seja capaz de absorver quantidades consideráveis de energia térmica, por exemplo aquele calor associado às fases iniciais de um fogo.

Um outro objecto da presente invenção é providenciar um método para a produção da uma tal composição retardante de chama.

Ainda um objecto adicional da presente invenção é o de ultrapassar, ou pelo menos atenuar substancialmente algumas das desvantagens e das deficiências das composições retardantes de chama convencionais e dos seus métodos de produção, que tenham sido previamente disponibilizadas, ou alternativamente, pelo menos, providenciar ao público uma composição retardante de chama melhorada e um método de a produzir relativamente aos conhecidos atualmente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Concordantemente, numa forma da invenção é providenciada uma composição de proteção da superfície retardante de chama para aplicação a uma superfície a ser protegida contra o fogo cuja composição compreende os componentes (a) a (e), como definido pela reivindicação 1. 6 ΡΕ1546286

Uma vantagem de uma tal composição retardante de chama é que ela é capaz de absorver grandes quantidades de energia térmica e portanto pode ser aplicada como uma proteção de superfície a materiais para prevenir a ignição, reacendimento, ou a propagação do fogo.

Uma vantagem adicional é que a composição inclui componentes que estão prontamente disponíveis comercialmente e que não são dispendiosos.

Uma vantagem adicional de uma tal composição é que o retardante de chama compreendendo a água com produtos químicos (b) até (e), é amigo do ambiente.

Vantajosamente, os componentes principais da composição sofrerão prontamente biodegradação, uma vez que a composição é quase neutra em termos de valor de pH e é uma solução iónica solúvel em água de componentes não tóxicos, não existe um efeito adverso na pele, no caso de contactar com o utilizador.

Ainda uma vantagem adicional é que os componentes que compõem a composição retardante de chama não contêm quaisquer substâncias tóxicas ou carcinogéneas conhecidas e portanto tal composição poderá ser classificada como "não perigosa" de acordo com critérios da Work Safe Australia.

Ainda uma vantagem adicional de uma tal composição retardante de chama é que, como a composição está 7 ΡΕ1546286 próxima do pH neutro que reduz ou elimina o efeito de corrosão. Ao reduzir ou eliminar os efeitos de corrosão, a composição retardante de chama poderá ser aplicada em aplicações tais como sistemas de distribuição para controlo de incêndios florestais ou de mangueiras/tubagens, tais como uma rede de aspersão num edificio. A Comunidade tem um interesse considerável em controlar a incidência de disseminação descontrolada de incêndios. Presentemente tais incêndios florestais são controlados pela introdução do que é conhecido como "quebra fogos" nas florestas e no solo, e por pulverização da folhagem dessas regiões com um retardante de chama. No entanto, como discutido acima o problema destas composições retardantes de chama convencionalmente conhecidas, é que eles são inerentemente prejudiciais em termos ambientais e por conseguinte poderão potencialmente danificar ou matar o material ao qual estão a ser aplicadas.

No entanto, a composição retardante de chama da presente invenção em virtude dos componentes que constituem a referida composição, permite que o retardante de chama seja colocado na folhagem da planta ou no solo da floresta sem efeitos ambientais adversos. Uma vez que o meio ambiente não é de qualquer forma exposto a quaisquer substâncias tóxicas ou prejudiciais presentes na composição retardante de chama, não há riscos de futuro dano à floresta ou ao solo pela aplicação da composição. 8 ΡΕ1546286 A composição de retardante de chama desta invenção providencia uma alternativa melhorada para os retardantes de chama que são utilizados correntemente para a difusão ativa através de um sistema de aspersão, quando existe um risco do incidente de fogo. Através da ausência de toxinas ambientais e extremamente boa capacidade de absorção de energia da composição retardante de chama desta invenção, é providenciada uma composição prática e segura, que poderá ser colocada em ambientes que são caracterizados por, por exemplo, "trabalhar a quente" associados a processos de soldadura ou de corte. Vantajosamente, a mesma situação é verdadeira para ambientes equivalentes por exemplo locais de armazenamento, que prontamente abrigam e contêm produtos inflamáveis, tais como madeira, papel e celulose. 0 pó de carvão em combinação com gás metano constitui um sério risco na indústria do carvão, e o retardante de chama de acordo com a invenção deverá reduzir significativamente o risco de ignição do pó de carvão e explosão subsequente.

Ainda uma vantagem adicional da composição de retardante de chama da invenção é que poderá ser utilizada com têxteis facilmente inflamáveis, sem envolver quaisquer desvantagens no que diz respeito à cor ou ao desenho do têxtil.

De preferência, o álcali altamente concentrado da 9 ΡΕ1546286 composição retardante de chama está numa concentração superior a 80%.

De preferência, o ácido acético é um concentrado e está num nível de concentração superior a 90%. A composição retardante de chama é caracterizada em que o fosfato é um pirofosfato de tetrapotássio.

Preferencialmente, o pirofosfato de tetrapotássio é de uma forma altamente concentrada superior a 98%, a modo a evitar a formação de ésteres de fosfato. A desvantagem da criação de ésteres de fosfato é devida em parte ao risco ambiental que estes ésteres apresentam para o tecido biológico.

De preferência, a composição retardante de chama compreende adicionalmente o carbonato de dipotássio anidro.

Uma vantagem de ter o carbonato de dipotássio incluído na composição retardante de chama é que constitui um componente adicional para estabilizar a composição.

De preferência, a composição retardante de chama compreende adicionalmente um agente amaciador. Preferencialmente, um agente tensioativo possuindo o mesmo efeito ou equivalente ao Ampholak YCE Berol.

Uma vantagem de ter a composição retardante de 10 ΡΕ1546286 chama incluindo um amaciador é que em certas aplicações este melhora a capacidade das composições aderirem a certas superficies a serem protegidas. Por exemplo, quando a composição retardante de chama é aplicada a têxteis, o amaciador providencia a propagação eficiente da composição nas camadas mais profundas das fibras que formam o têxtil.

De preferência, a composição retardante de chama tem a composição ajustada para uma densidade resultante no intervalo de 1,1 até 1,5. Preferencialmente, a densidade da composição é de cerca de 1,3.

De preferência, o sal de metal alcalino ou um composto da composição retardante de chama é o acetato de potássio.

De preferência, a composição retardante de chama compreende um intervalo de cerca de 28% até 38% em peso de água.

De preferência, a composição retardante de chama compreende um intervalo de 15-25% de álcali altamente concentrado. Preferencialmente, o álcali altamente concentrado é o hidróxido de potássio. A composição retardante de chama inclui uma combinação de ácido acético e ácido cítrico. Preferencialmente, a composição compreende um intervalo de cerca de 8-13%, em peso de ácido acético. Além disso, a composição 11 ΡΕ1546286 compreende preferencialmente um intervalo de cerca de 17-24% em peso do ácido cítrico.

De preferência, a composição de retardante de chama compreende um intervalo de cerca de 6-10% de carbonato de dipotássio. O fosfato incluído na composição retardante de chama é o pirofosfato de tetrapotássio. Preferencialmente, a composição compreende um intervalo de cerca de 1,5 até 3% em peso de pirofosfato de tetrapotássio.

De preferência, a composição retardante de chama compreende um intervalo de cerca de 3 até 5% de hidrogeno-carbonato de sódio. Preferencialmente, se um amaciador é adicionado à composição para espalhamento mais eficiente do retardante sobre o material estará no intervalo de 0,5 até 1,5% em peso da referida composição.

Numa forma adicional da invenção, existe um método para a produzir uma composição de proteção de superfície retardante de chama, para aplicação a uma superfície a ser protegida contra o fogo de acordo com a reivindicação 1 em que os componentes (a) a (e) são adicionados sequencialmente a um reator sob agitação como definido pela reivindicação 16.

De preferência, o método de produzir a composição retardante de chama é caracterizado adicionalmente em que 12 ΡΕ1546286 os componentes adicionados sob agitação são simultaneamente influenciados por uma onda de energia, gerada mecanicamente, durante a influência simultânea de um campo magnético variável, aplicado externamente.

Ainda noutra forma da invenção, é providenciado um artigo com a superficie tratada com a composição retardante de chama de acordo com a reivindicação 1, como definido pela reivindicação 23.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Para ilustrar adicionalmente esta invenção, foi preparada uma série de composições de retardantes de chama com ácidos orgânicos totalmente degradáveis naturalmente e de álcalis não orgânicos que são misturados durante a agitação num reator, dando origem a reações quimicas, juntamente com a adição de substâncias que estabilizam as reações quimicas, tal que o sal formado e as caracteristicas globais da composição retardante de chama tenham uma propriedade endotérmica. 0 plano experimental para produzir um produto final com uma propriedade endotérmica óptima conduz ao processo de produção que compreende reações exotérmicas. Assim, são desenvolvidas grandes quantidades de calor durante o processo de mistura. 0 uso das composições retardantes de chama que contêm apenas matérias-primas que ocorrem naturalmente, sem qualquer risco conhecido para a 13 ΡΕ1546286 saúde biológica, aumenta a oportunidade para utilização geral da composição retardante de chama produzida pelos métodos descritos abaixo.

PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

Exemplo 1

Os componentes que estão incluídos na composição retardante de chama formam conjuntamente um sal orgânico com um valor de pH fracamente básico na região de 6,5 até 7,5, preferencialmente 7,1 e uma densidade na região de 1,2 até 1,4, preferencialmente 1,3. Tais limites tornam possível aplicar a composição utilizando métodos conhecidos simples na maioria das áreas de possível aplicação. 0 Exemplo 1 é baseado na mistura de soluções não orgânicas com ácidos orgânicos com um forte desenvolvimento de calor químico (uma reação exotérmica). Pela adição de um fluido (tal como água nos Exemplos 1, 2) a um reator que permite a agitação num plano de rotação (x, y) e manutenção da agitação da água tal que o próprio fluido sofra rotação, são criadas condições vantajosas para uma mistura eficiente das substâncias que estão incluídas na composição e que envolvem uma reação exotérmica.

Os componentes enumerados abaixo em peso serão adicionados à componente água que tenha sido colocada num reator de mistura de alta velocidade. Esses valores enume- 14 ΡΕ1546286 rados são uma percentagem em peso da composição retardante de chama total: Água 33%

Hidróxido de Potássio 21% Ácido Acético 10% Ácido Cítrico 21%

Potassa 8%

Pirofosfato de Tetrapotássio 2%

Hidrogenocarbonato de sódio 4%

Amaciador 1% O componente água é colocado num reator de mistura e os outros componentes adicionados na sequência enumerada abaixo. À água é adicionada uma corrente dirigida para o centro de rotação da água, de uma solução de hidróxido de potássio altamente concentrada (mais do que 87%). Com a adição do álcali altamente concentrado tal como no exemplo, hidróxido de potássio, uma reação química e a reação exotérmica associada serão conseguidas com este tipo de mistura.

Esta mistura relevante é sujeita a rotação e uma corrente dirigida de um ácido acético altamente concentrado (superior a 96%) é adicionada durante agitação vigorosa, pelo que surge novamente uma reação exotérmica. 15 ΡΕ1546286

Um ácido cítrico que ocorre naturalmente, completamente isento de água, é seguidamente adicionado à mistura que permanece sob rotação continuada. 0 carbonato de dipotássio também conhecido como potassa e completamente isento de água, é em seguida adicionado durante a rotação continuada. 0 carbonato constitui um componente importante para estabilizar a mistura. É seguidamente adicionado fosfato numa fracção muito baixa, como indicado acima, em cerca de 2%. 0 fosfato é escolhido principalmente na forma de pirofosfato de tetrapotássio e numa forma altamente concentrada (acima de 99,5%) de modo a evitar a adição dos ésteres de fosfato. Isto é principalmente devido ao risco ambiental do uso de ésteres de fosfato. 0 pirofosfato de tetrapotássio é adicionado durante a agitação vigorosa. 0 hidrogenocarbonato de sódio é adicionado após a adição do fosfato, de modo a criar uma mistura estável adicional. Entender-se-á que 10% das matérias-primas químicas são libertadas sob a forma de dióxido de carbono durante os processos químicos.

Neste exemplo é adicionado um amaciador à composição . O pH do produto final, por exemplo 7,1, é ajustado para o valor desejado por adição de hidróxido de potássio ou de ácido acético. 16 ΡΕ1546286 A composição retardante de chama é finalmente verificada relativamente à sua densidade. A densidade deve ser de aproximadamente 1,3.

Provou-se ser praticamente aplicável que os componentes adicionados durante a agitação sejam simultaneamente influenciados por uma onda de energia, gerada mecanicamente, durante a influência simultânea de um campo magnético variável, aplicado externamente.

Exemplo 2

Neste exemplo de uma forma ilustrada adicionalmente da invenção uma composição retardante de chama de um sal de citrato de metal di-alcalino em que o catião de metal alcalino é selecionado a partir do Grupo IA de metais alcalinos litio, sódio e potássio, e possuindo um valor de pH resultante no intervalo de 6,5 até 7,5, pela adição de um ou mais sais básicos de metais alcalinos do Grupo IA ou compostos selecionados a partir dos catiões de litio, sódio e potássio, e os aniões acetato, bicarbonato, carbonato e hidróxido. 0 sal de citrato preferido é o citrato de di-potássio e o sal básico preferido é o acetato de potássio. 0 sal ou a mistura de sal retardante poderão opcionalmente incluir uma pequena quantidade de pirofosfato de tetra-potássio, que é geralmente considerado ser o menos poten- 17 ΡΕ1546286 cialmente prejudicial da família de fosfato, para melhorar a estabilidade de desempenho e capacidade endotérmica a temperaturas mais elevadas. 0 retardante poderá opcionalmente incluir compostos neutralizantes ou tampão adicionais, tais como, por exemplo, bicarbonato de sódio e/ou carbonato de potássio.

0 retardante tem um valor de pH no intervalo de 6,5 até 7,5 e um valor de densidade no intervalo de 1,2 até 1,4, e uma análise típica (valores aproximados) do retardante quando fabricado como indicado no Exemplo 2 é pH 5, SG = = 1,365. Sal de citrato 10% Sal de acetato 28% Sal de fosfato 2% Bicarbonato de Sódio 3% Águ cL 47%

Deverá ser notado que a menos que de outro modo indicado, todas as percentaqens são percentagens em peso referidas aos pesos moleculares, e todos os valores de pH e os valores de densidade são em referência a medições a 20 °C. Deverá também ser notado que as concentrações de sal elevadas incluirão o "efeito do sal" em relação às medições de pH. Os dados de solubilidade deverão ser consultados e tidos em conta para as formulações de acordo com este exemplo. 18 ΡΕ1546286 0 retardante poderá ser fabricado a partir do ácido cítrico componente do material de partida através de reação controlada com um sal básico ou um composto selecionado a partir catiões de metais alcalinos do grupo IA de lítio, sódio e potássio, e os aniões acetato, bicarbonato, e carbonato e hidróxido, para produzir o citrato de metal di-alcalino. 0 ácido cítrico tem um peso molecular de 192,070, uma solubilidade de 622 gm/L (cerca de 3 equivalentes grama de ácido cítrico /55 equivalentes grama de H20), e um pH em solução em água de entre cerca de 1,3 a cerca de 2,0. Este apresenta uma depressão da temperatura na solução (endotérmico). A reação de ácido cítrico com substâncias básicas gera considerável energia térmica que é acompanhada pela formação de espuma ou expansão e devem ser tomados cuidados para controlar a taxa de adição de reagente para manter a temperatura baixa e evitar a formação excessiva de espuma. Além disso, a utilização de reatores de mistura em aço inoxidável e as técnicas de mistura eficientes ajudarão na dissipação do calor e na dispersão de espuma bem como no aumento da eficiência da reação.

Os passos seguintes ilustram vários aspectos das reações envolvidas no segundo exemplo, e de um método de fabrico. 19 ΡΕ1546286

Passo 1 C6H807 + 2 KOH + 18 H20 = K2C6H607 + 20 H20 + Calor 192,070 + 112,216 + 324,288 = 268,254 + 360,320 = 628,574 42,7% + 57,5% = 100% A solução de 1 equivalente grama de ácido cítrico em 18 equivalentes grama de água originou um pH de cerca de 2,0. A adição controlada de 2 equivalentes grama de hidróxido de potássio e a manutenção da temperatura abaixo de 50 °C resulta na formação de citrato de mono-potássio até um pH de cerca de 3,5 e seguidamente, o citrato de di-potássio de cerca de pH 3,5 até cerca de pH 5,2.

Uma reação semelhante que compreende 9 C6H8C>7 + 18 KOH + 50 H20 + resultou num pH de cerca de 5,6.

Passo 2

De uma maneira semelhante ao passo 1, mas utilizando carbonato de lítio como o reagente básico com o ácido cítrico, nomeadamente, 0βΗ807 + Li2C03 + 18 H20

Li2Hg07 + 19 H20 + C02 20 ΡΕ1546286 192,070 + 73,891 + 324,288 = 203,934 + 342,304 + 44,011 = 590,249 34,6% + 58,0% + 7,4% = 100%

Como a solubilidade do carbonato de litio é muito baixa a 1,3 gm/L (1 equivalente grama de LÍ2CO3/313 equivalentes grama de H20), é adicionado o ácido cítrico à água e seguidamente é adicionado carbonato de litio como reagente. É gerado menos calor nesta reação mas a evolução de CO2 provoca uma considerável expansão do volume como uma espuma que deve ser atenuada com mistura eficiente ou agitação. Como o C02 é um gás "de estufa" deverá ser recolhido para outra utilização e impedido de entrar na atmosfera. O pH do citrato de di-lítio resultante é cerca de 4,5.

Passo 3

De forma semelhante, 2 CH3COOH + Lí2C03 + 8H20 = 2 CH3COOLÍ + 9 H20 + C02 resultando num pH de cerca de 5,8.

Passo 4 A 10 equivalentes grama de H20 são adicionados 2 equivalentes grama de KOH lentamente para controlar o calor da solução e manter a temperatura abaixo de cerca de 50 °C. 21 ΡΕ1546286

Seguidamente, é adicionado 1 equivalente grama de ácido acético lentamente para produzir 1 equivalente grama de acetato de potássio CH3COOK, a um pH de cerca de 9,5.

CH3COOH + KOH + 10 H20 = CH3COOK + 11 H20 + CALOR 60,054 + 56,108 + 180,160 = 98,146 + 198,176 = 296,322 33,1% + 66,5% = 100%

Passo 5

De um modo semelhante ao passo 4,

18 CH3COOH + 18 KOH + 50 H20 = 18 CH3COOK + 68 H20 + CALOR 1080,972 + 1009,944 + 900,800 = 1766,628 + 1255,088 = 2991,716 59,1% + 40,9% = 100%

Este passo reflete o requisito de solubilidade mínima de KOH

Passo 6 0 CH3COOK sólido é dissolvido em água o que resulta numa solução alcalina possuindo um pH de cerca de 8,7 até cerca de 11,1 no limite de solubilidade que é 2530 gm/1 ou 25 CH3COOK/55 H20. É adicionado I8CH3COOK a 68 H20 e dissolvido. 18 KOH dissolvidos em 130 de H20 são 22 ΡΕ1546286 seguidamente adicionados, seguidos pela adição lenta de ácido cítrico sólido. A reação poderá ser resumida -18 CH3COOK + 9 K2C6H607 + 216 H20 1766,628 + 2414,286 + 3891,456 = 8072,370 21,9% + 29,9% + 48,2% = 100%

Passo 7

Os componentes sao misturados na ordem seguinte: Água (pH 6,5) KOH (mínimo de 85% de soda CH3COOH (mínimo 96%) Ácido cítrico C6H807 anidro

Nesta fase o pH foi densidade = 1,310 K2CO3 anidro

K4P2O7 (mínimo de 99,5%) NaHC03 (mínimo de 99,5%) Tensioativo - Ampholak YCE O pH é ajustado ao 33% cáustica) 21% 10% 21% medido a cerca de 5,8, e 8% 2% 4%

Berol 1% valor preferido utilizando quantidades adicionais de KOH, K2CO3, ou NaHC03, ou pode também ser ajustado por quantidades adicionais de CH3OOOK, ou ácidos acético ou cítrico conforme necessário. ΡΕ1546286 23

As reações deste exemplo poderão ser resumidas como : 180 H20 + 18 KOH +18 CH3COOH =18 CH3COOK + 198 H20 18 CH3COOK + 188 H20 + 18 KOH + 9 C6H807 = 18 CH3COOK + 9 KsCeHgOv + 216 H20 = 22% + 30% + 48% e na contabilização dos componentes adicionais aproximará aos resultados da análise típica descritos acima. 0 retardante quando armazenado num ambiente protegido interno num reator fechado à temperatura ambiente tem uma vida útil em excesso de 2 anos. Na exposição às condições externas Outono/Inverno Australianas desprotegidas será biodegradável em menos de 3 meses.

As medições de temperatura, pH e densidade em relação aos exemplos anteriores indicam que o pH do produto retardante pode ser facilmente ajustado ou tamponado para um valor de cerca de 4,5 até 6,5, e pode-se tirar vantagem deste intervalo de pH para gerar uma espuma quase neutra com o princípio conhecido "soda" ou "soda-ácido" utilizando proporções adequadas do retardante para o sal de metal alcalino ou composto dos quais o bicarbonato de sódio ou carbonato de potássio são preferidos. Foram conduzidas experiências que mostraram que uma quantidade considerável de espuma pode ser gerada e medições de pH da espuma 24 ΡΕ1546286 resultante mostraram que o pH foi quase neutro, no intervalo de 6,5 até 7,5. 0 retardante desta invenção é também ideal para combinação com outros agentes de expansão, tais como os agentes à base de proteínas ou alguns dos fluoroiodocar-bonetos (FICS) que são referidos como sendo não tóxicos e ambientalmente seguros. Os sistemas de espuma de ar comprimido (CAFSs) utilizando o retardante desta invenção em concentrado, i.e. formulado para um teor mínimo de água que em termos práticos é de cerca de 60-75% em peso, poderá ser particularmente vantajoso como uma razão de mistura comum é de 0,2% de concentrado por volume produzindo uma espuma (expansão média = 10) de 0,2% de concentrado, 9,98% de água e 98% de ar.

Assim, as composições retardantes de chama produzidas pelos métodos de acordo com a invenção são baseadas em reações químicas entre ácidos orgânicos que são totalmente degradáveis naturalmente e de álcalis não orgânicos, com uma determinada adição de substâncias para estabilizar a reação, com o objectivo de formar um sal com boas propriedades endotérmicas, apropriado para o propósito de obtenção de um retardante de chama não tóxico, solúvel em água, que seja naturalmente degradável.

Lisboa, 29 de outubro de 2013

Claims (15)

1. ΡΕ1546286 1 REIVINDICAÇÕES 1. Uma composição de proteção de superfície retardante de chama para aplicação a uma superfície a ser protegida contra o fogo cuja composição compreende: (a) água numa quantidade pelo menos suficiente para dissolver os seguintes componentes solúveis em água (b) até (e) até uma quantidade que seja não corrosiva, (b) um álcali altamente concentrado, selecionado a partir do grupo que consiste em hidróxido de lítio, hidróxido de sódio e hidróxido de potássio, (c) um ácido concentrado incluindo uma combinação de ácido cítrico e ácido acético, (d) pirofosfato de tetrapotássio, (e) um composto de metal alcalino selecionado a partir de pelo menos um de, ou em combinação com o catião lítio, sódio, potássio em combinação com pelo menos um de um acetato, bicarbonato ou carbonato, em que um sal citrato de di-metal alcalino é formado em que o catião do metal alcalino é selecionado a partir de metais alcalinos do Grupo IA lítio, sódio e potássio, e tendo um valor de pH resultante no intervalo de 6,5 até 7,5, por adição de um ou mais sais básicos de metais alcalinos do grupo IA ou compostos selecionados a partir dos catiões de 2 ΡΕ1546286 lítio, sódio e potássio, e anioes acetato, bicarbonato, carbonato e hidróxido.
2. 2. A composição da reivindicação 1, em que o concentrado acidico do ácido acético é superior a 90%.
3. 3. A composição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o álcali altamente concentrado está numa concentração superior a 80%.
4. 4. A composição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o álcali altamente concentrado é hidróxido de potássio.
5. 5. A composição de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, que compreende adicionalmente um carbonato de dipotássio anidro.
6. 6. A composição de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a composição compreende adicionalmente um agente amaciador.
7. 7. A composição de acordo com a reivindicação 6, em que o agente amaciador está presente num intervalo de 0,5% até 1,5%.
8. 8. A composição de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a composição é ajustada para uma densidade resultante no intervalo de 1,1 até 1,4. 3 ΡΕ1546286
9. 9. A composição de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o sal ou o composto de metal alcalino é acetato de potássio.
10. 10. A composição de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, compreendendo um intervalo de 28% até 38% em peso da referida áqua. 11. reivindicações te concentrado 12 . reivindicações 8% até 13% em A composição precedentes, no intervalo A composição precedentes, )eso de ácido de acordo com compreendendo de 15 até 25%. de acordo com compreendendo acético. qualquer uma das ) álcali altamen- qualquer uma das no intervalo de
11. 13. A composição de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, compreendendo no intervalo de 17% até 24% em peso de ácido cítrico.
12. 14. A composição de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, compreendendo no intervalo de cerca de 2% até 3% em peso de pirofosfato de tetrapotássio.
13. 15. A composição de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 5 até 14, compreendendo no intervalo de cerca de 6% até 10% em peso de carbonato de dipotássio. 4 ΡΕ1546286
14. 16. Um método para a produção de uma composição de proteção de superfície retardante de chama para aplicação a uma superfície a ser protegida contra o fogo de acordo com a reivindicação 1, em que os seguintes componentes são adicionados em sequência a um reator sob agitação: (a) água numa quantidade pelo menos suficiente para dissolver os seguintes componentes solúveis em água (b) até (e) até uma quantidade que seja não corrosiva, (b) um álcali altamente concentrado, selecionado a partir do grupo que consiste em hidróxido de lí-tio, hidróxido de sódio e hidróxido de potássio, (c) um ácido concentrado incluindo uma combinação de ácido cítrico e ácido acético, (d) pirofosfato de tetrapotássio, (e) um composto de metal alcalino selecionado a partir de pelo menos um de, ou em combinação com o catião lítio, sódio, potássio em combinação com pelo menos um de um acetato, bicarbonato ou carbonato, em que os componentes adicionados são adaptados tal que o produto final possua um valor de pH no intervalo de 6,5 até 7,5. 17. 0 método de acordo com a reivindicação 16, em que a composição é ajustada para uma densidade resultante no intervalo de 1,1 até 1,4. 5 ΡΕ1546286 18. 0 método de acordo com a reivindicação 16 e 17, em que o concentrado acidico de ácido acético é superior a 90%. 19. 0 método de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, em que o álcali altamente con- centrado está numa concentração superior a 80%. 20. 0 método de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 19, compreendendo no intervalo de 8% até 13% em peso de ácido acético. 21. 0 método de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 até 20, compreendendo no intervalo de 17% até 24% em peso de ácido cítrico. 22. 0 método de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 até 21, em que os componentes adicionados sob agitação são simultaneamente influenciados pela onda de energia, gerada mecanicamente, durante a influência simultânea de um campo magnético variável, aplicado externamente .
15. 23. O artigo com a superfície tratada com a composição retardante de chama de acordo com a reivindicação 1. Lisboa, 29 de outubro de 2013 1 ΡΕ1546286 REFERENCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO Esta lista de referências citadas pelo requerente é apenas para conveniência do leitor. A mesma não faz parte do documento da patente Europeia. Ainda que tenha sido tomado o devido cuidado ao compilar as referências, podem não estar excluídos erros ou omissões e o IEP declina quaisquer responsabilidades a esse respeito. Documentos de patentes citadas na Descrição * AU 815140 * US 48S4482 A US 3274185 A * USS0S108? A