PT1907461E

PT1907461E - Método para fabricar um compósito ignífugo e compósito assim obtido

Info

Publication number: PT1907461E
Application number: PT06776375T
Authority: PT
Inventors: Jan Noordegraaf; Petrus Frederikus Maria Rensen; Christianus Marcus Gijsbertus Maria Buijk; Henricus Johanna De Swart; Wilhelmus Petrus Theodorus Kemperman; Abraham Araya; Eric Petrus Wilhelmus Elisabeth Smeets
Original assignee: Ertecee B V
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2011-12-23
Also published as: KR20080037660A; CA2615971A1; RU2414489C2; AU2006274265B2; BRPI0613989A2; AU2006273817A1; MX2008001242A; ATE523553T1; WO2007012832B1; JP2009502563A; RU2008106948A; EP1907461B1; WO2007012441A3; JP5207967B2; WO2007012832A3; CA2616339A1; JP2009507940A; RU2008106923A; US7998570B2; EP1907461A2

Description

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DESCRIÇÃO

"MÉTODO PARA FABRICAR UM COMPÓSITO IGNÍFUGO E COMPÓSITO ASSIM OBTIDO" Método para fabricar um compósito ignifugo e compósito assim obtido. A presente invenção refere-se a um método de fabricar um compósito ignifugo, um compósito de um polímero tendo um revestimento com propriedades ignífugas e também o uso desses compósitos. 0 pedido US 5 452 699 refere-se a uma composição para aplicação em, ínter alia, materiais de construção, contendo a composição um silicato, água e surfactante. 0 pedido US 5 369 134 refere-se a um método para modificar as propriedades de partículas de espuma de poliolefina que compreende humedecer as referidas partículas com um líquido orgânico, agente à prova de chama, misturando as partículas humedecidas com um agente retardador da combustão em pó, compreendendo um aditivo de poliolefina misturada com um agente de formação de película; e sinterizar a referida mistura para formar um artigo conformado, onde o agente à prova de combustão líquido é um composto aromático contendo bromo. 2 ΡΕ1907461 O pedido US 6 197 415 refere-se a uma matéria revestida a gel compreendendo um material de base e pelo menos uma camada de um gel á base de um óxido de metal ou de um alcóxido de metal formando uma rede no referido material de base, onde o óxido de metal é um óxido de metal misto, seleccionado a partir do grupo consistindo em aluminossilicato, borossilicato e titanossilicato e o material de base é um material polimérico em espuma. 0 pedido JP62032130 refere-se a contas de plástico expandidas, onde uma tinta electrocondutora contendo um ignifugo é aplicada por spray nas superfícies de contas de plástico expandido e seca ao ar.

Outras vias para fabricar um revestimento ignífu-go a ser aplicado num polímero em espuma são, por exemplo:

Silicato de sódio + ésteres (por exemplo, diace-tina ou triacetina);

Silicato de sódio + tripolifosfato de alumínio;

Silicato de sódio + fosfato de cálcio;

Silicato de sódio + sulfato de alumínio. 0 problema com a utilização de uma composição ignífuga à base de silicato para materiais de isolamento de 3 ΡΕ1907461 construção como poliestireno expandido (por exemplo, isolamento de telhados) é que, até ser necessário, esses materiais são muitas vezes deixados expostos a condições de tempo adverso depois de entregues no local de construção. A menos que se tomem precauções para os proteger contra a humidade, essa exposição pode resultar numa perda significativa das propriedades mecânicas e ignifugas à base de silicato.

Os silicatos solúveis são largamente usados como adesivos, revestimentos e elementos de ligação. Enquanto a sua solubilidade inerente é uma vantagem em muitas das aplicações para que são usadas, é desvantajoso para aplicações onde, por exemplo, a resistência à água, a integridade e a resistência da estrutura são consideradas essenciais.

Esforços consideráveis foram efectuados para minimizar a solubilidade de silicatos em composições do tipo atrás referido, por exemplo, pela adição de sais de metal (tais como cálcio e magnésio).

Factores como estes são dissuasores quanto ao uso de silicatos na, por exemplo, produção de composições de revestimento ignifugo. As composições de revestimento ignifugo são largamente aplicadas nas indústrias de construção e de manutenção de edifícios, por exemplo, para aplicação em materiais de construção inflamáveis, antes ou depois da sua incorporação numa estrutura de construção. 4 ΡΕ1907461

Exemplos de materiais inflamáveis são telhas de polímero e folhas, por exemplo, de poliestireno expandido ou de plástico de uretano e de compósitos contendo esses plásticos. Materiais à base de madeira, aparas de madeira e papel também podem beneficiar da aplicação desses revestimentos. Incluídos na classe das composições de revestimento ignífugos são os revestimentos designados por intumescentes que exercem a sua acção protectora parcialmente por incharem quando são expostos ao calor ou à chama.

Em certos casos, os materiais inflamáveis são vendidos com o revestimento ignífugo pré-aplicado. Por exemplo, um revestimento ignífugo intumescente conhecido como SafeCoat E84™ é previamente aplicado a artigos em espuma de poliestireno/poliuretano expandido antes de serem vendidos.

Descobrimos agora que os compósitos melhorados com um revestimento aquoso podem ser produzidos a partir de silicatos, de maneira que o problema de solubilidade atrás debatido seja significantemente contrariado fazendo assim com que as composições de acordo com a presente invenção sejam adequadas para uso como composições ignífugas.

Outra vantagem das composições da presente invenção é a de que podem ser usadas para preparar sistemas ignífugos que sejam, quando necessário, substancialmente isentos de compostos contendo halogéneo. Os compostos contendo halogéneo podem tornar-se indesejáveis devido ao seu potencial estado ambiental. 5 ΡΕ1907461

Assim, um primeiro aspecto da presente invenção fornece um método de fabricar um compósito ignifugo, compreendendo esse método os seguintes passos: i) fornecer contas de polímero em espuma, ii) aplicar um revestimento nas contas do passo i) e iii) conformar as contas assim revestidas no referido compósito.

De acordo com um modelo de realização preferido do presente método o passo iii) é efectuado numa prensa. Tipicamente, o passo iii) é efectuado como um método de fundição. Noutro modelo de realização, o passo ii) é efectuado num leito de fluido, onde o revestimento é pulverizado sobre as contas e um fluxo de ar é soprado através do leito de contas. É mais preferido efectuar o passo ii) num leito agitado, onde o revestimento é pulverizado sobre as contas, ou efectuar o passo ii) numa misturadora, por exemplo, uma misturadora de fita, onde o revestimento é pulverizado sobre as contas. É ainda possível substituir o passo iii) pelos passos iv) , v) e vi), transferindo as contas revestidas para uma prensa, v) aplicando vapor às contas revestidas presentes na referida prensa e vi) libertando o compósito da prensa. 6 ΡΕ1907461 O polímero em espuma é seleccionado a partir de PUR, PET, EPP, EPE, arilenos de polivinilo expandido ou uma combinação dos mesmos. A sua densidade fica, preferivelmente, na gama de 5-500 kg/m3, enquanto que a densidade do polímero em espuma mais o revestimento fica na gama de 10-1000 kg/m3, numa base de revestimento seco.

Noutro aspecto da presente invenção, a composição aquosa que forma o gel e que é usada no presente método compreende: a) desde 5% até 40%, preferivelmente 5% até 30%, de um aluminossilicato; b) desde 0,1% até 10% de um líquido orgânico, onde o líquido orgânico tem um ponto de ebulição superior a 110°C.

Os pontos de ebulição nesta especificação têm de ser medidos a pressão atmosférica Standard.

Aquoso significa que o equilíbrio da composição compreende água e, eventualmente, um ou mais de outros ingredientes. Tipicamente, as composições da invenção compreendem pelo menos 20% em peso de água, preferivelmente pelo menos 30%, mais preferivelmente pelo menos 40%.

Tal como aqui é usado, o termo "gel" refere-se a 7 ΡΕ1907461 uma substância que contém um esqueleto sólido continuo (no presente caso baseado no aluminossilicato) incluindo uma fase liquida continua (no presente caso, predominantemente água) - ver, por exemplo, Sol-Gel Science, The Physics and Chemístry of Sol-Gel Processing (CJ. Brinker e G.W. Scheer) publicado pela Academic Press Inc.

Estes materiais podem também ser referidos como co-geles ou coageles. Inicialmente, o sólido pode estar na forma de partículas sólidas descontínuas (um sol), mas estas partículas individuais coalescem para formar uma rede sólida contínua. As composições da invenção estão inicialmente na forma de um sol que, com o passar do tempo, se converte num gel.

Na ausência do referido líquido orgânico, descobrimos que quanto mais extensa for a secagem, mais disposto está um revestimento em película, produzido usando a composição de aluminossilicato, a resultar num revestimento fraco e em pó num tempo relativamente curto. Quando o líquido orgânico está presente, contudo, a integridade do revestimento em termos da sua resistência e natureza não pulverulenta é consideravelmente melhorada. 0 liquido orgânico é preferivelmente um que seja substancialmente imiscível em água. Usualmente, o grau de imiscibilidade é de maneira que, a 25°C, o líquido orgânico se dissolve até menos de cerca de 10% em peso (preferivelmente menos de cerca de 5% em peso) em água, ou a água se ΡΕ1907461 dissolve até menos de cerca de 10% em peso (preferivelmente menos de cerca de 5% em peso) no liquido orgânico. O aluminossilicato, tal como é usado na presente invenção, é tipicamente formado pela via sol-gel e isto pode ser efectuado in situ formando o aluminossilicato no ponto de uso, misturando os líquidos precursores. A presente invenção é limitada a métodos de fabricar compósitos ignífugos, compreendendo contas de polímero em espuma com um revestimento que compreende os compósitos: contas de polímero em espuma e o seu uso como material de construção e um isolamento. A presente invenção não se alarga a composições compreendendo aluminossilicato, métodos de fazer essas composições e sistemas precursores para esse fim e sistemas de aplicação para esses sistemas precursores. Contudo, um sistema precursor para formar uma composição de revestimento para aplicação sobre polímeros em espuma num método de acordo com o primeiro aspecto da invenção podem compreender: (i) água e um aluminato metálico; (ii) água e um silicato metálico; e, se apropriado, iii) o referido líquido orgânico.

Um sol-gel é basicamente um produto de reacção que é inicialmente formado como um líquido mas que, subsequentemente, forma um gel e, por fim, solidifica. 9 ΡΕ1907461

Pelo menos parte do liquido orgânico pode ser incorporado no componente (i) e/ou componente (ii). Alternativamente, pode inicialmente, ser inteiramente separado de ambos os componentes (i) e (ii).

Um sistema de aplicação para formar uma composição de revestimento a partir de um sistema precursor, tal como foi atrás descrito e aplicando a composição de revestimento assim formada até um substrato de polímero em espuma, pode compreender meios para misturar os componentes (i), (ii) e (iii) e meios de aplicação para efectuar o revestimento do substrato com a mistura resultante.

Outro aspecto da presente invenção produz um compósito de polímero em espuma tendo um revestimento com propriedades ignífugas onde o revestimento é produzido usando uma composição aquosa formadora de gel, compreendendo uma composição de aluminossilicato e um ou mais outros ingredientes eventuais. A composição formadora de gel compreende, preferivelmente, uma integridade de película que potência o líquido orgânico. Tipicamente, a composição de aluminossilicato é de 45% até 90% em peso, com base no revestimento seco. O teor em humidade do revestimento seco não é superior a 40%, preferivelmente não superior a 30% e, mais preferivelmente, não superior a 20% em peso, especialmente 16% em peso. O revestimento compreende ainda pelo menos um 10 ΡΕ1907461 metal ou óxido de metal numa quantidade de até 16%, preferivelmente até 8% em peso do revestimento seco, no qual o líquido orgânico compreende até 16% em peso do revestimento seco. Tipicamente, o aluminossilicato tem uma proporção em moles de Si:AI de desde 3 até 30, tipicamente até 15, preferivelmente até 10. A composição de revestimento para aplicação no polímero em espuma pode compreender a mistura dos seguintes componentes: (i) água e um aluminato de metal; (ii) água e um silicato de metal; e, se apropriado, (iii) o referido líquido orgânico.

Outro aspecto da presente invenção fornece o uso de um compósito de acordo com a presente invenção como um material de construção, especialmente em edifícios, bem como um isolamento, especialmente em edifícios. O elemento de construção é escolhido a partir do painel de grupo, porta, laminados, tecto e telhas. Outra aplicação do presente compósito é um material de construção para encher.

Os revestimentos formados a partir de composições tais como as que foram atrás descritas exibem integridade física superior e estabilidade a longo prazo, em comparação 11 ΡΕ1907461 com sistemas de silicato convencionais, em virtude de o aluminossilicato estar presente na forma de uma rede de moléculas ligadas que se estendem através da solução e em virtude da presença do referido liquido orgânico.

Tipicamente, a composição antes da aplicação a um polímero em espuma compreende pelo menos 5% em peso do aluminossilicato, e 0 a 10% em peso do referido líquido orgânico.

Uma classe preferida de composições a serem usadas como um revestimento de polímeros em espuma num método de acordo com a presente invenção consiste nos que compreendem: (a) de 5% até 40%, preferivelmente de 5% até 30% e, mais preferivelmente, de 10% até 25% em peso do aluminossilicato; (b) de 0% até 10%, preferivelmente de 0,001% até 10%, mais preferivelmente desde 0,1% até 10% e, o mais preferivelmente, desde 0,3% até 5% em peso do líquido orgânico; e c) sendo o restante água e um ou mais outros ingredientes eventuais.

Um ou mais outros ingredientes eventuais podem, beneficamente, ser incorporados em composições de acordo 12 ΡΕ1907461 com qualquer aspecto da presente invenção, por exemplo, em quantidades de 0,001% até 5%, tais como 0,01% até 2% em peso da composição para qualquer ou cada classe, e podem, por exemplo, ser seleccionados a partir de qualquer das classes: (i) um ou mais surfactantes, preferivelmente seleccionados a partir de surfactantes aniónicos, não iónicos, catiónicos, anfotéricos e zwiteriónicos e misturas dos mesmos, por exemplo, os que são conhecidos por serem compatíveis com silicato e/ou soluções de aluminato tais como capribanfo-proprionatos alcalinos; (ii) Um ou mais fosfonatos e/ou ácidos fosfó-nicos, tais como tri-fenilfosfatos e ácido nitrilótrico (metileno) trifosfórico; iii) Um ou mais sais inorgânicos que libertem protões lentamente tais como alumínofosfatos de di- hidrogénio; (iv) Um ou mais sequestradores tais como EDTA ou do tipo fosfonato, por exemplo, os que são vendidos sob o nome Dequest; e (v) um ou mais isocianatos tais como di-isocianato de metileno. A quantidade de água nessas composições é 13 ΡΕ1907461 preferivelmente desde 60% até 95%, mais preferivelmente de 70% até 90% em peso da composição total. O aluminossilicato é tipicamente amorfo, o que pode ser avaliado pela ausência de picos agudos no espectro de difracção do pó aos raios X do material. A proporção em moles de Si:Al na composição é de, tipicamente, 3 até 30, preferivelmente desde 4 a 15 e, mais preferivelmente, desde 5 até 10. Neste contexto, a referência à proporção em moles de Si:Al baseia-se na quantidade de silício (em moles), no silicato e de alumínio (em moles) e no aluminato usado para preparação das composições. O aluminossilicato é usualmente formado pela via sol-gel, preferivelmente in situ a partir da mistura de componentes de precursor no ponto de uso.

As composições também compreendem, preferivelmente, um metal ou óxido de metal para auxiliar a preservação da película que forma as propriedades da composição, especialmente a integridade da película, ao ser armazenada. O metal ou óxido estará, usualmente, na forma particular e deve ser frugalmente solúvel em água. Adequadamente, o volume médio do diâmetro de partícula do metal ou óxido de metal será de 50pm ou menos. Preferivelmente, menos de 1% em volume das partículas de metal ou de óxido de metal excederão 200 pm. Óxidos anfotéricos ou acídicos são tipicamente usados para este efeito. O óxido de metal pode, por exemplo, ser seleccionado a partir de óxido de zinco, óxido de silício, 14 ΡΕ1907461 óxido de alumínio, óxido de boro, óxido de estanho, óxido de gálio, óxido de germânio e misturas de dois ou mais destes óxidos. Em vez de introduzir o metal na forma de um óxido, o óxido pode, alternativamente, ser formado in situ como resultado da adição do metal per se à composição. Sem pretender limitar-nos à teoria, crê-se que o zinco ou outro óxido reage com qualquer silicato residual para reduzir a solubilidade de películas formadas por revestimento ou, de outra forma, aplicando a composição a polímero em espuma.

Também preferivelmente, a quantidade do óxido de metal ou metal é de até 10%, preferivelmente desde 0,3% até 5% em peso (por exemplo, desde 0,3% até 3% em peso) da composição total.

As composições compreendem, preferivelmente, desde 0% até 10%, preferivelmente desde 0,3% até 5% (por exemplo, 0,3% até 4%) em peso do líquido orgânico.

Preferivelmente, têm um ponto de ebulição (a pressão atmosférica) de pelo menos 110 °C, tipicamente pelo menos 130 °C e tipicamente até 500 °C. 0 líquido orgânico é, desejavelmente, um que seja estável sob condições alcalinas e também estável relativamente a oxidação, calor e luz. 0 líquido orgânico é, tipicamente, um que tenha uma viscosidade inferior a 5000 mPa.s, preferivelmente 15 ΡΕ1907461 menos de 2000 mPa.s (por exemplo, menos de 1000 mPa.s), a uma temperatura de 25 °C, medida a uma velocidade de corte de 23 seg-1. O líquido orgânico pode compreender um ou mais solventes orgânicos substancialmente imiscíveis em água seleccionados a partir de álcoois poli-hidróxicos, óleos minerais, óleos de parafina líquida, éteres glicólicos, óleos de silicone e misturas dos mesmos. Destes, são especialmente preferidos os óleos de silicone. Óleos de silicone adequados para uso nas composições e sistemas precursores dos mesmos, são os organossi-loxanos que, tipicamente, têm a fórmula geral (I): R*

I R,*SKHrR* (*)

I R*

Onde n é o número de unidades de repetição no polímero e podem ir de 2, por exemplo, de 10, até 1 000 000, mais preferivelmente desde 30, por exemplo, desde 50 até 500 000 e Ri pode ser seleccionado a partir de hidrogénio ou de grupos metílicos e R2 pode ser seleccionado a partir de hidrogénio ou S1R5 no qual R5 pode ser quer hidrogénio, hidroxilo ou metilo e onde R3 e R4 podem ser independentemente seleccionados a partir de C, até C12 de cadeia linear ou ramificada, alquilo saturado ou insaturado, 16 ΡΕ1907461 porções alquenilo ou fenilo ou a partir de unidades de acordo com a formula (I) atrás referida ou a partir de porções de alquilo substituído ou de fenilo substituído em que os substituintes podem ser halogéneos, grupos amino, grupos sulfato, grupos sulfonato, grupos carboxi, grupos hidroxi ou grupos nitro.

As composições (que podem eventualmente ser preparadas a partir de um sistema precursor no ponto de utilização) podem, por exemplo, ser aplicadas ao polímero em espuma por meio de uma pistola de pulverização (eventualmente ar ou gás pressurizados) , um sistema de rolos ou um sistema de pincéis. Alternativamente, o polímero em espuma a ser tratado pode ser revestido ou impregnado por imersão na composição de revestimento enquanto contido num vaso adequado, por exemplo, num leito fluido, num leito agitado ou numa misturadora como uma misturadora de fitas.

As composições a serem usadas como retardadoras de combustão são especialmente adequadas às que compreendem um polímero expandido ou em espuma. 0 mais preferivelmente, esse polímero é um que é substancialmente insolúvel no líquido orgânico, se estiver presente, a temperatura ambiente, isto é, o componente líquido é seleccionado tendo em mente esse requisito. mais preferivelmente não

Preferivelmente, o teor em humidade da resultante película de composição, curada ou seca, ou seja, do revestimento, não é superior a 40%, 17 ΡΕ1907461 superior a 35% e, ainda mais preferivelmente, não superior a 20% em peso, o mais preferivelmente 17% em peso ou menos.

As propriedades da película que resulta das composições da invenção podem ser melhoradas mantendo a composição a uma temperatura de 50 °C ou mais enquanto a composição tem um teor em humidade superior a 20% em peso, durante pelo menos 30 minutos.

Além disso, as propriedades da película, tal como a hidrofobicidade ou lubricidade, podem ser melhoradas pela aplicação sobre a película de uma cera de baixo ponto de fusão, tal como, por exemplo, cera de polietileno micro-nizado (um polímero de polietileno de baixo peso molecular que seja oxidado ou não oxidado e que, devido ao seu reduzido peso molecular tenha características físicas semelhantes a cera) ou um estearato, tal como estearato de gi icol (por exemplo, triestearato de glicol) ou um estearato de metal (por exemplo estearato de Zn, Ca, Na,

Mg) ou uma combinação de uma ou mais ceras e um ou mais estearatos. A cera, estearato ou mistura dos mesmos, deve, preferivelmente, ter um ponto de fusão de 60 °C a 150 °C, mais preferivelmente desde 80 °C a 135 °C e, o mais preferivelmente, desde 90 °C até 130 °C. Por exemplo, o estearato de Zinco, com um ponto de fusão de 120-130 °C, pode ser aplicado sobre a película para servir como um agente de lubrificação para facilitar que se processe mais a película revestida quando aplicada a um material polimérico. 18 ΡΕ1907461

Revestimentos preferidos têm uma solubilidade a longo prazo não superior a 25%, tipicamente não superior a 20%, preferivelmente não superior a 15% e, mais preferivelmente, não superior a 10%, como determinado pela metodologia de resistência/solubilidade em água a seguir definida, depois da secagem da película no forno a 80 °C até um teor em água de cerca de 17% e, então, mergulhar em água a uma temperatura de cerca de 22 °C durante 7 dias. A presente invenção será agora explicada em mais pormenor a título dos seguintes Exemplos não limitativos.

Exemplo 1: Preparação de Sol-Gel de Aluminossilicato com uma Proporção Molar de Si/Al de 8,5 (Comparativo) 50 gramas de solução de silicato de sódio (8,6% Na20, 29% de Si02, resto água) foram pesados directamente num béquer de plástico. A solução de silicato foi agitada vigorosamente. À solução de silicato vigorosamente agitada, adicionou-se, gota a gota, durante 3 a 4 minutos, 40 gramas de solução de aluminato de sódio (2,6% Na20. 3.6% Al2Os) . Depois de mais 10-20 segundos de mistura, interrompeu-se a agitação.

Aproximadamente 25 gramas do resultante sol de aluminossilicato transparente que se formou foi pesado com exactidão e vertido num prato de plástico circular e plano (~10 centímetros de diâmetro) previamente pesado. Deixou-se o sol de aluminossilicato assentar durante cerca de 5 19 ΡΕ1907461 minutos para formar uma rede de gel. Todos os passos atrás referidos foram efectuados sob condições de temperatura ambiente (cerca de 22 °C) . 0 prato revestido foi colocado num forno a 80 °C durante 24 horas e o plástico e os conteúdos secos foram então pesados. O aluminossilicato seco formado era uma folha de forma circular continua e forte com cerca de 1 mm de espessura e o seu conteúdo sólido era de 74% em peso (isto é, teor em água de 26% em peso).

Exemplo 2: (Comparativo) A experiência do Exemplo 1 foi repetida mas, desta vez, não se adicionou nenhuma solução de aluminato e, em vez da solução de aluminato, adicionou-se 37,5 gramas de água pura. A película resultante (só silicato) foi seca até um teor em humidade final de 26% em peso.

Metodologia de Resistência/Solubilidade em Água

Para testar a resistência/solubilidade em água, adoptou-se o seguinte procedimento: A película seca é primeiro partida em grandes pedaços (cerca de 2 cm na transversal) . 2,0 g dos pedaços são colocadas num frasco "sterelin" e adicionam-se 28 g de água. As peças são completamente submersas na água e deixam-se ficar durante 24 horas a temperatura ambiente (cerca de 22 °C) . Os conteúdos da solução são analisados (usando métodos de titulação e gravimétricos) e a 20 ΡΕ1907461 solubilidade das peças depois de 24 horas na água, é determinada usando a fórmula que se segue:

Conteúdos dissolvidos na solução x 100 2,0

Quando este processo foi aplicado à película obtida no Exemplo 1 e também à película obtida no Exemplo 2, foram obtidos os seguintes resultados de solubilidade. % Solubilidade Exemplo 1 5

Exemplo 2 100

Estes resultados indicam claramente que a formação de películas de aluminossilicato através do processo de sol-gel não só resultam em películas inicialmente fortes e sólidas mas também potência significativamente a propriedade de resistência à água das películas produzidas.

Os resultados atrás referidos referem-se a uma película que tenha sido seca até um teor em água de 26% em peso. Noutra parte desta descrição, é empregue a mesma metodologia, com a diferença de que a extensão de secar e molhar pode variar como especificado.

Exemplo 3: Efeito do Líquido Orgânico A película formada no Exemplo 1 era forte e 21 ΡΕ1907461 transparente. Contudo, quando essa película foi seca no forno para além de 24 horas, começou gradualmente a formar manchas brancas e, dentro de 72 horas, tinha-se tornado num material fraco e branco em flocos/pó.

Para potenciar a integridade da película de aluminossilicato além da secagem de 24 horas, uma pequena quantidade de líquido orgânico foi adicionada à solução de silicato do Exemplo 1. A adição de 0,5 g de óleo de silicone com uma viscosidade de 50 mPa.s, por exemplo, manteve a integridade da película de aluminossilicato mesmo depois de 168 horas de secagem no forno a 80 °C. Um número de líquidos orgânicos com vários pontos de ebulição (PE) foram testados (cada adicionado a um nível de 0,5 g, correspondendo a 0,55% em peso da composição) e o seu impacto na integridade da película de aluminossilicato depois de secagem prolongada (168 horas de secagem no forno a 80 °C) estão a seguir indicados: Liquido Orgânico Testado PE (—C) Integridade da película Hexametil Silazano 110 Pulverulento, branco Hexametil Disiloxano (0,65 mPa.s) 100 Pulverulento, branco Óleo de silicone (10 mPa.s) >150 Transparente, não em pó Óleo de silicone (20 mPa.s) >150 Transparente, não em pó Óleo de silicone (50 mPa.s) >150 Transparente, não em pó Óleo de silicone (200 mPa.s) >150 Transparente, não em pó Óleo de silicone (1000 mPa.s) >150 Transparente, não em pó Óleo de Parafina Líquida -300 Transparente, não em pó 22 ΡΕ1907461

Exemplo 4: (Efeito do Teor em Humidade da Película sobre a

Resistência à Água) A película seca feita de acordo com o Exemplo 1 tinha um teor em humidade de 26%. Quando esta película foi demolhada durante 24 horas, manteve-se bastante intacta. Contudo, quando se aumentou o período de demolha em água for aumentado para 3 e, depois, para 7 dias, a solubilidade da película aumentou proporcionalmente. Reduzir o teor em humidade da película, por exemplo, por prolongamento do tempo de secagem, teria minimizado a sua solubilidade em água. Contudo, isto não é uma opção para uma película produzida de acordo com o Exemplo 1 porque a secagem prolongada para minimizar o seu teor em humidade resultará numa película fraca e pulverulenta. Contudo, a película feita de acordo com o Exemplo 3 (isto é, contendo óleo de silicone) não tem esse problema e, assim, a película do Exemplo 3 contendo o óleo de silicone e usando o óleo de silicone de 50 mPa.s foi seca até tempos mais longos para gerar películas com diferentes teores em humidade. O efeito do teor em humidade da película na solubilidade dessa película foi conduzida e os resultados estão indicados a seguir:

Resultados de Solubilidade

Dias de Demolha em Água 1 3 7 % do Teor em Humidade da Película 26 5% 20% 47% 22 4% 15% 30% 17 3 4 5 23 ΡΕ1907461 A tabela atrás referida indica claramente que uma película de aluminossilicato contendo um líquido imiscível em água tal como o óleo de silicone e tendo um teor em humidade de cerca de 17% é significativamente mais resistente à água.

Exemplo 5: (Resistência à Água a Longo Prazo) A película de aluminossilicato (com um teor em humidade de 17%) feita de acordo com o Exemplo 4 e demo-lhada durante 7 dias tem boa resistência à água. Contudo, quando a mesma película é demolhada por mais de 7 dias, por exemplo, 10 e 25 dias, a sua resistência à água diminui com o aumento do tempo de demolha.

Para melhorar mais a resistência á água a longo prazo da película de aluminossilicato, o Exemplo 4 foi repetido mas adicionou-se-lhe 1 grama de óxido de zinco e, por isso, foi suspenso na mistura de silicato e óleo de silicone. A solubilidade das películas feitas de acordo com os Exemplos 4 e 5 (com teores em humidade de 17%) foram avaliadas usando a metodologia atrás definida usando tempos de demolha de 7, 10 e 25 dias. Foram obtidos os seguintes resultados:

Solubilidade Depois da Demolha durante 7, 10 e 25 Dias 7 dias 10 dias 25 dias

Amostra

Exemplo 4 (sem Óxido de Zinco) 3% 10% 30% Exemplo 5 (com Óxido de Zinco) 1% 1,3% 4% 24 ΡΕ1907461

Como se pode ver dos resultados atrás referidos, a adição de uma pequena quantidade de óxido de zinco potência a resistência à água a longo prazo das películas produzidas usando composições aquosas de aluminossilicato obtidas pela via sol-gel.

Exemplo 6: (Produção de Película Sol-Gel de Aluminossilicato (Proporção Si/Al de 8,5) Usando uma Misturadora em Linha) A 1335 gramas de solução de silicato de sódio agitada (17,1% Na20, 23,9% S1O2, resto água), adicionou-se 11 gramas de óleo de silicone (viscosidade de 20 mPa.s a 25 °C) . A mistura de óleo de silicone e silicato e a solução de aluminato de sódio (4,6% Na20, 5,6% AI2O3) foram simultaneamente bombeadas para uma misturadora em linha de alto corte (com válvulas de entrada adaptadas para se adequarem à viscosidade do sol resultante) à velocidade de 253 ml/minuto e 107 ml/minuto respectivamente. Formou-se um sol transparente de aluminossilicato e uma amostra deste sol foi tratada e caracterizada da mesma maneira que no Exemplo 1.

Exemplo 7 0 mesmo que no Exemplo 6 mas com 22 gramas de óxido de zinco adicionadas à mistura de silicato/silicone.

Os resultados dos testes de solubilidade para as 25 ΡΕ1907461 amostras dos Exemplos 6 e 7 secas até um teor em humidade de 17% e demolhadas em água durante 7, 10 e 14 dias foram os seguintes:

Solubilidade Depois da Demolha durante 7, 10 e 14 Dias 7 dias 10 dias 14 dias Amostra Exemplo 6 (sem Óxido de Zinco) 2,7% 9,5% 13% Exemplo 7 (com Óxido de Zinco) 1% 1,2% 2,2% Exemplo 8: Revestimento de contas num leito fluidificado seguido por moldagem em forma Contas de EPS regulares, com um tamanho de 1,0- 1,6 mm, foram previamente expandidas usando um pré-expansor de composição até uma densidade de 2 0 kg/m3, com uma pressão de pré-expansão de 0,25 bares. Depois da pré-expansão obtém-se uma conta de EPS com um tamanho de 3-4 mm e esta é usada para revestir com a mistura de acordo com o Exemplo 7. Estas misturas são colocadas num leito fluidificado, onde o fluxo de ar pode ser marcado para levantar as contas. O fluxo de ar é reduzido para começar e aumenta proporcionalmente à medida que o revestimento é aplicado, de maneira a continuar a levitar as contas cuja densidade aumenta quando mais mistura é pulverizada sobre as contas.

As contas revestidas com a mistura são armazenadas num silo intermediário e, dai, transferidas para um molde fechado de 1 x 1 x 0,1 m. Este molde tem condutas de 26 ΡΕ1907461 ventilação no núcleo, a distâncias regulares, através das quais o vapor pode ser aplicado à mistura de contas soltas revestidas com a mistura. A mistura torna-se levemente viscosa aquecendo com o vapor, visto o teor em SS (sólido seco) se situar entre 75 e 85% e a expansão das contas de EPS assegurar que os espaços abertos entre as contas individuais são preenchidas como resultado da expansão adicional.

Ao fazer uma secção cruzada obtém-se uma estrutura do tipo favo onde a mistura se deformou e forma uma rede continua. As contas de EPS são meramente um suporte para a mistura.

Foram produzidas folhas com densidades de 80 e 150 kg/m3. As folhas foram testadas em água de 20 °C durante 2 semanas e mantiveram a sua integridade estrutural. A perda de peso, medida depois da secagem da folha, era de <5%. Para surpresa dos inventores, quando testadas de acordo com a DIN 4102 B2 esta amostra passou este teste, o que normalmente apenas é possível com EPS ignífugo.

Exemplo 9: Revestimento de EPS reciclado a 50%, EPS pré-expandido a 50% num leito fluidificado seguido por moldagem em forma

Noutro modelo de realização da invenção, a mistura de acordo com o Exemplo 7 foi vaporizada sobre uma 27 ΡΕ1907461 mistura de EPS pré-expandido e desperdício de embalagens moído até um tamanho de 4-5 mm de EPS-Reciclado ou REPS numa proporção de 50/50 de EPS/REPS. Esta mistura foi colocada num leito fluidificado, onde o fluxo de ar pode ser marcado para levantar as contas. O fluxo de ar é reduzido para começar e aumenta proporcionalmente à medida que o revestimento é aplicado, de maneira a continuar a levitar as contas cuja densidade aumenta quando mais mistura é pulverizada sobre a mistura a 50/50.

As contas revestidas com a mistura são armazenadas num silo intermediário e, daí, transferidas para um molde fechado de 1 x 1 x 0, 1 m. Este molde tem condutas de ventilação no núcleo, a distâncias regulares através das quais o vapor pode ser aplicado ao EPS/REPS revestido com a mistura.

As propriedades do produto assim obtido são iguais aos resultados do Exemplo 8.

Exemplo 10: Revestimento com EPS Areei num leito fluidificado seguido por moldagem em forma

Noutro modelo de realização da invenção, a mistura de acordo com o Exemplo 7 foi vaporizada sobre contas Areei (marca da Nova Chemical, uma mistura polimérica de PS e PE) .

As contas de Areei revestidas com a mistura em 28 ΡΕ1907461 leito fluidificado são guardadas num silo intermediário e, dai, transferidas para um molde fechado de 1 x 1 x 0, 1 m.

Exemplo 11: Revestimento de contas de espuma EPP num leito fluidificado seguido por moldagem em forma

Noutro modelo de realização da invenção, a mistura de acordo com o Exemplo 7 foi vaporizada sobre contas de EPP. As contas de EPP são espumas de polipropileno polimérico e são, por exemplo, comercializadas sob o nome Neopolene pela BASF. As contas de EPP foram usadas numa densidade de 40 g/m3 e um tamanho de 5-7 mm. Esta mistura foi colocada num leito fluidificado, onde o fluxo de ar pode ser marcado para levantar as contas.

As contas de EPP revestidas com a mistura de acordo com o Exemplo 7 são armazenadas num silo intermediário e, portanto, transferidas para um molde fechado de 1 x 1 x 0,1 m.

Lisboa, 6 de Dezembro de 2011

Claims

ΡΕ1907461 1 REIVINDICAÇÕES 1. Um método, para fabricar um compósito igní-fugo, compreendendo o método os seguintes passos: i) fornecer contas de polímero em espuma, ii) aplicar um revestimento sobre as contas do passo i) e iii) conformar as contas assim revestidas no referido compósito, no qual o revestimento é uma composição aquosa formadora de gel, compreendendo: (a) de 5% até 40%, preferivelmente de 10% até 25% em peso de um aluminos-silicato; (b) 0 a 10%, preferivelmente de 0,3% até 5% em peso de um líquido orgânico que melhore a integridade da película; e sendo o resto água e um ou mais outros ingredientes eventuais.
2. Um método, de acordo com a reivindicação 1, no qual o passo iii) é efectuado numa prensa.
3. Um método, de acordo com a reivindicação 1, no qual o passo iii) é efectuado como um método de fundição.
4. Um método, de acordo com a reivindicação 1, no qual o passo ii) é efectuado num leito fluidificado, 2 ΡΕ1907461 onde o revestimento é pulverizado sobre as contas e um fluxo de ar é soprado através do leito de contas.
5. Um método, de acordo com a reivindicação 1, no qual o passo ii) é efectuado num leito agitado, onde o revestimento é pulverizado sobre as contas.
6. Um método, de acordo com a reivindicação 1, no qual o passo ii) é efectuado numa misturadora, por exemplo, uma misturadora de fita, onde o revestimento é pulverizado sobre as contas.
7. Um método, de acordo com a reivindicação 2, no qual o passo iii) compreende ainda os passos iv) , v) e vi), no qual o passo iv) transfere as contas revestidas para uma prensa, v) aplica vapor nas contas revestidas presentes na referida prensa e vi) liberta o compósito da prensa.
8. Um método, tal como reivindicado em qualquer uma das reivindicações anteriores, no qual o polímero em espuma é seleccionado a partir de PUR, PET, EPP, EPE, arilenos de polivinilo expandido ou uma combinação dos mesmos.
9. Um método, como reivindicado na reivindicação 1, no qual o líquido orgânico tem um ponto de ebulição de pelo menos 110 °C, preferivelmente pelo menos 130 °C. 3 ΡΕ1907461
10. Um método, como reivindicado em qualquer uma das anteriores reivindicações 1-9, no qual o liquido orgânico é substancialmente imiscivel em água.
11. Um método, como reivindicado em qualquer uma das anteriores reivindicações 1-10, no qual o liquido orgânico é um que é estável sob condições alcalinas.
12. Um método, como reivindicado em qualquer uma das anteriores reivindicações 1-11, no qual o liquido orgânico é um que tem uma viscosidade inferior a 5000 Pa.s, preferivelmente inferior a 2000 mPa.s, a uma temperatura de 25 °C.
13. Um método, como reivindicado em qualquer uma das anteriores reivindicações 1-12, no qual o liquido orgânico é um liquido seleccionado a partir de álcoois poli-hidróxicos, óleos minerais, óleos de parafina liquida, éteres glicólicos, óleos de silicone e misturas dos mesmos.
14. Um método, de acordo com qualquer uma das anteriores reivindicações 1-13, compreendendo ainda pelo menos um metal ou óxido de metal para ajudar à preservação da integridade da película quando a composição é aplicada como um revestimento a uma superfície.
15. Um método, como reivindicado na reivindicação 14, no qual o óxido de metal é um óxido anfotérico. 4 ΡΕ1907461
16. Um método, como reivindicado na reivindicação 14, no qual o óxido de metal é um óxido acidico.
17. Um método, como reivindicado na reivindicação 14, no qual o óxido de metal é seleccionado a partir de óxido de zinco, óxido de silício, óxido de alumínio, óxido de boro, óxido de estanho, óxido de gálio, óxido de germânio e misturas de dois ou mais destes óxidos.
18. Um método, como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1-17, no qual o metal ou óxido de metal do mesmo compreende até 10%, preferivelmente até 5% em peso da composição total.
19. Um método, como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 14 a 18, no qual o metal ou óxido de metal do mesmo está em forma particular.
20. Um método, como reivindicado em qualquer uma das anteriores reivindicações 1-19, no qual o aluminos-silicato tem uma proporção molar de Si:AI de desde 3 até 30, tipicamente até 15, preferivelmente até 10.
21. Um método, como reivindicado em qualquer uma das anteriores reivindicações 1-20, no qual o revestimento é uma solução de um aluminato de metal e um silicato de metal e, se apropriado, um líquido orgânico seleccionado a partir do grupo compreendendo álcoois poli-hidróxicos, óleos minerais, óleos de parafina líquida, éteres glicólicos, óleos de silicone e misturas dos mesmos. 5 ΡΕ1907461
22. Um método, como reivindicado em qualquer uma das anteriores reivindicações 1-21, no qual o revestimento é um sistema precursor compreendendo: (i) água e um aluminato de metal; (ii) água e um silicato de metal; e, se apropriado, (iii) o referido liquido orgânico.
23. Um método, como reivindicado em qualquer uma das anteriores reivindicações 1-22, no qual o polímero em espuma, excluindo o revestimento, tem uma densidade de 5-500 kg/m3.
24. Um método, como reivindicado em qualquer uma das anteriores reivindicações 1-22, no qual o polímero em espuma, incluindo o revestimento, tem uma densidade de 10-1000 kg/m3, numa base de revestimento seco.
25. Um compósito de um polímero tendo um revestimento com propriedades ignífugas, caracterizado por o revestimento ser produzido usando uma composição aquosa formadora de gel, compreendendo uma composição de aluminos-silicato, e um ou mais outros ingredientes eventuais, no qual a composição de aluminossilicato é de 45% até 80% em peso, na base do revestimento seco. 6 ΡΕ1907461
26. Um compósito, de acordo com a reivindicação 25, no qual a composição aquosa formadora de gel compreende ainda um liquido orgânico que potência a integridade da película.
27. Um compósito, de acordo com a reivindicação 25, no qual a composição de aluminossilicato é de 50% até 85% em peso, na base do revestimento seco.
28. Um compósito, como reivindicado em qualquer uma das anteriores reivindicações 25-27, no qual o teor em humidade do revestimento seco não é superior a 40%, preferivelmente não superior a 35% e, mais preferivelmente, não superior a 20% em peso.
29. Um compósito, como reivindicado na reivindicação 28, no qual o revestimento seco tem um teor em humidade de 16%, em peso, ou menos.
30. Um compósito, como reivindicado em qualquer uma das anteriores reivindicações 25-29, no qual o revestimento compreende ainda pelo menos um metal ou óxido de metal numa quantidade de até 16%, preferivelmente até 8% em peso do revestimento seco.
31. Um compósito, como reivindicado em qualquer uma das anteriores reivindicações 26-30, no qual o líquido orgânico compreende até 16% em peso do revestimento seco. 7 ΡΕ1907461
32. Um compósito, como reivindicado em qualquer uma das anteriores reivindicações 25-31, no qual o alumi-nossilicato tem uma proporção molar de Si:AI de desde 3 até 30, tipicamente até 15, preferivelmente até 10.
33. O uso de um compósito, de acordo com quaquer uma das reivindicações 25-32, como um material de construção .
34. O uso, de acordo com a reivindicação 33, em edifícios.
35. O uso de um compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25-32, como um isolante.
36. 0 uso, de acordo com a reivindicação 35, em edifícios.
37. 0 uso, de acordo com a reivindicação 33-34, no qual o material de construção é escolhido a partir do grupo painel, porta, laminados, tecto e telhas.
38. O uso de um compósito, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25-32, como um material de construção para embalagem. Lisboa, 6 de Dezembro de 2011 1 ΡΕ1907461 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 * US 54S2SS8 A » USSS37415B . mSSmMfii JP §2032138 8 Literatura que não é de patentes citada na Descrição . C. X Brinfcw; W. Se:f»-er* Sd-Sel Sdence, Ths arsd Chass&fey sf ScXQsl Praeftss-iRg. Acs-desriis Press Snc