PT85394B

PT85394B - Processo para a preparacao de composicoes retardadantes do fogo

Info

Publication number: PT85394B
Application number: PT85394A
Authority: PT
Inventors: Lubomir Vajs; Daniel M Pettit
Original assignee: F R Systems Inc
Priority date: 1986-07-25
Filing date: 1987-07-23
Publication date: 1990-04-30
Also published as: CA1304197C; EP0255671A2; AU7604887A; US4743625A; PT85394A; AU596201B2; EP0255671A3; CN87105590A

Description

São bem conhecidos revestimentos tipo pintura intumescentes para proporcionar resistência ao fogo ou protecção ao fogo a um produto subjacente e produzem uma camada celular tipo espuma quando exposta a temperaturas que excedem cerca de 200SQ. A camada de espuma produzida isola o produto subjacente e protege o mesmo do contacto directo com a chama. São conhecidas pinturas intumescentes para prc porcionarem protecção aos produtos até cerca de 65090, consoante o agente intumescente utilizado. A uma temperatura de cerca de 650^SC a camada intumescente é por sua vez consumida ou começa a decompor-se, pelo que a protecção do produto subjacente se reduz ou perde. Sm alguns casos as características estruturais do produto subjacente alteram-se radicalmente com o calor e têm sido adicionadas cargas ao revestimento intumescente a fim de conferirem uma rigidez estrutural adicional, por exemplo, se o produto a ser protegido não pode suportar a camada de espuma intumescente, então podem ser adicionadas certas cargas que, quando expostas a temperaturas elevadas, reagem de modo a reforçar a camada de espuma. 0s revestimentos intumescentes formam bolhas e espumam quando expostos a temperaturas elevadas a fim de produzir um isolamento multicelular.

No caso de revestimentos de protecção para altas temperaturas têm sido utilizados agentes vitrificantes, incluindo produtos vitrificantes do tipo silicone. Todavia, o peso associado com um produto vitrificante de silicone usado para proteger o produto subjacente é bastante alto. 0s produtos tipo silicone podem proteger o produto subjacente mas tendem a conduzir calor rapidamente e, por conseguinte, são maus isolantes. Todavia, um dos problemas dos revestimentos é o facto de qualquer quebra nos mesmos expôr o produto que é rapidamente combustível.

Sabe-se também como incorporar produtos intumescentes num produto de espuma plástica e noutros casos adiciona-se directamen

te ao produto um material do carga não conb fina clorada. Estes materiais aumentam a resistâ.

pr c sentement e subsiste uma necessidade de proporcionar protecção a produtos de espuma de uretano correntemente utilizados, como almofadas, na fabricação de assentos. Ha indústria aeronáutica adoptaram-se novos padrões que exigem características de resistência ao fogo muito severas e o problema agrava-se pelo facto de ser preferível uma solução de reutilização, para além disso as considerações de peso tornam-se importantes, bem como as de conforto do assento tratada

Por exemplo, existem tecidos resistentes ao fogo com os quais se poderiam forrar as almofadas, no entanto estes tendem a ser demasiados dispendiosos e dão lugar a assentos desconfortáveis, visto que a natural elasticidade e textura da almofada se perde ou èreduzida. Uma segun da solução para o problema das almofadas dos assentos de aviões foi a utilização de novas almofadas de espuma que têm nelas incorporadas car gas resistentes ao fogo, no entanto isto trás como resultado um aumen to substancial do peso da almofada, bem como resultar numa almofada demasiado dispendiosa. Uma almofada de espuma contendo silicone è comercializada com a marca POLIVOLTAC,

Sumário da presente invenção

De acordo com a presente invenção descreve-se um retardante de fogo e revela-se o modo como o mesmo pode ser aplicado, associado ou incorporado, em peças moldadas de espumas rigidas, flexíveis ou outros substratos ou materiais, proporcionando protecção ao produto resultante até uma temperatura superior à temperatura de intumescência referida acima. 0 retardante de fogo baseia-se num sistema de protecção de 2 partes ou fases no qual a 1« parte produz uma camada de espuma intumescente e a 2« parte envolve a vitrificação de um agente incorporado na camada de espuma intumescente para reforçar a

protecção &, camada e ao produto a altas temperaturas. Por consequência a 2e parte é a combinação da camada intumescente que è reforçada ou estabilizada pelo agente vitrificante, de modo tal que o carbono da espuma intumescente não seja consumido a temperaturas elevadas.

Deste modo a presente invenção inclui o retardante de fogo, artigos que incluam o retardante de fogo para reduzir a combustibilidade dos artigos, e processos de tratar artigos de forma a aumentar a resistência ao fogo dos mesmos.

pode ser utilizado como veículo para o retardante de fogo uma base elastomérica adequada, especialmente quando se tem em vista a aplicação de um revestimento a um produto flexível, em oposição St incorporação direta do agente retardante de fogo no produto, proporcionando esta base flexibilidade ao revestimento e reduzindo a tendência para a fractura. Esta base ou veículo, no caso de produtos de espuma, é de preferência um elastómero de base água, tal como um elastómero de silicone de base água.

De acordo com um aspecto da presente invenção uma composição retardante de fogo é adicionada durante a fabricação do produto para aumentar a retardância ou resistência ao fogo. Esta mistura contêm um agente intumescente conhecido e um agente vitrificante conhecido, que trabalham conjugadamente de modo a proporcionar uma camada superficial protectora que tende a reduzir a combustibilidade do produto , Este sistema produz primeiro uma camada de espuma intumescente e subsequentemente vitrifica um agente apropriado transportado na camada de espuma intumescente para reforçar a camada e manter a resistência ao fogo da mesma camada. Por consequência o agente vitrificante reforça ou estabiliza de modo que o carbono da camada de espuma intumescente não seja consumido a temperaturas elevadas. 0 agente vitrificante também estabiliza ou aumenta a resistência da camada de espuma intumescente de modo que se mantém sobre a superfície do produto e reduz ou impede o gotejamento do substrato. Cutros aspectos da presente invenção . I tornar-se-ão evidentes na descrição seguinte.

Embora a composição retardante de fogo da presente invenção tenha uma aplicação particular na protecção de produtos espumados combustíveis, β também apropriada para outros produtos que exijam protecção ao fogo, por exemplo um revestimento de produtos de madeira, suportes de estruturas, produtos de construção civil, vestuáríc, alcatifas, etc.. alguns casos o retardante de fogo pode ser incorporado diretamente no produto durante a sua fabricação.

retardante de fogo, as suas aplicações e os métodos de tratamento dos substratos serão descritos a seguir, com particular referência a espumas de uretano, que é uma das variantes da invenção.

Breve descrição dos desenhos

As variantes preferidas da invenção são ilustradas nos desenhos anexos, dos quais:

- a figura 1 é uma vista em perspectiva de um corte através de um bloco de espuma de uretano ao qual foi aplicado o revestimento;

- a figura 2 é uma secção transversal tomada ao longo da linha 2-2 da figura 1;

- a figura 3 é uma vista semelhante à figura 2 com parte do revestimento a ser exposto ao calor de combustão e resultando na formação localizada de uma camada de espuma celular intumesconte;

- a figura 4 é uma vista lateral de um bloco de espuma de uretano ao qual está a ser aplicado um revestimento por pulverização;

e

- a figura 5 é um corte através de um bloco de espuma de uretano ao qual foi adicionada a mistura retardante de fogo.

Descrição pormenorizada das variantes preferidas bloco de espuma de uretano 2 representado nos desenhoí tem um revestimento protector 4 aplicado à superfície externa do mesmo, o qual tem uma espessura que preferivelmente se situa num intervalo de cerca de 10/1000 de polegada até 60/10000 de polegada e tem boas propriedades elásticas, pelo que as características da espuma relativamente a conforto se mantêm. 0 revestimento inclui um produto intumescente conhecido, disperso uniformemente no mesmo, o qual, quando exposto ao calor desenvolvido na combustão, produz uma camada celular protectora representada genericamente por 10 na figura 3, um agente vitrificante e um veículo.

Tem sido dirigida uma fracção essencial da investigação sobre materiais intumescentes deste tipo (base carbono, incluindo um catalisador que produz ácido fosfórico em combinação com agentes de espumação apropriados) e são empregues normalmefíte em tintas® A 1® parte do revestimento protector é, por conseguinte, este produto intumescente que reage de modo a formar a camada de espuma celular do mesmo modo, ou pelo menos essencialmente do mesmo modo, que em revestimentos de protecção ao fogo intumescentes conhecidos. A 2® parte do revestimento protector é proporcionada por um agente vitrificante, preferivelmente de base siliciosa, que começa a vitrificação a uma temperatura essencialmente superior à temperatura de formação inicial da camada de espuma celular. A vitrificação do agente vitrificante bloqueia o agente intumescente num estado de espuma celular e protege esta camada celular da decomposição substancialmente a gama de temperaturas eficaz da camada de espuma celular intumescente. 0 resultado é uma combinação das propriedades de isolamento da camada intumescente e das propriedades do agente vitrificante, que pode ser usado numa quantidade substancialmente inferior à que é exigida se o agente vitrificante fôr usado isoladamente.

Em alguns casos o bloco de espuma de uretano desagrega

se atrás da camada de espuma intumescente 10, como está representado genericamente em 12, devido à fusão da espuma de uretano. A camada de espuma celular intumescente continua a proteger o bloco de espuma de uretano e o uretano fundido das chamas, e reduz a transferência de calor da chama para a espuma de uretano.

Como se mostra nas variantes das figuras, uma parte re forçada, em forma de tabuleiro 6 cobre o fundo do bloco de espuma 2 e estende-se parcialmente para cima, para os lados do bloco, incluindo esta camada 6 fibras de reforço incombustíveis tais como fibras de vidro, genericamente indicadas por 8 e de preferência orientadas ao acaso e com um comprimento de cerca de 2 a 4 polegadas. Como já foi dito anteriormente, em aplicações a temperaturas elevadas o bloco de espuma de uretano pode ser exposto a uma temperatura à qual o uretano funde e o uretano fundido acumula-se perto do fundo do bloco de espuma. Em alguns casos o peso do uretano fundido quebra e atravessa a camada de espuma intumescente vitrifiçada 10, resultando na combustão do uretano quando exposto ao ar e às chamas* A região reforçada 6 proporciona uma resistência adicional de modo a reter o uretano fundido e actua geralmente como um tabuleiro. Descobriu-se que a camada de espuma celular vitrifiçada 10 tem resistência suficiente para se suportar a si própria, mas exige um reforço se houver uma fusão substancial da espuma de uretano e torna-se necessária a protecção deste produto fundido.

Para revestimentos os materiais intumescente e vitrifi cante são dispersos num veículo apropriado, tal como uma base elastomérica, de preferência uma base elastomérica. de base aquosa. A base elastomérica proporciona um veículo para os materiais & prova de fogo e coopera com o substrato subjacente para manter genericamente a compressibilidade e a elasticidade do mesmo. A escolha da base dependerá do substrato ao qual o revestimento vai ser aplicado. Os elastómeros de base água trabalham em cooperação com o produto de espuma para proporcionarem boa adesão, enquanto genericamente s® mantêm as propriedades conhecidas dos produtos de espuma. Para produtos que não sejam de

espuma, tais como substratos de aço ou madeira, poderia ser usado um elastómero de base não aquosa. 0 veículo deverá ser escolhido de forma a não prejudicar o processo de protecção do fogo em 2 partes, embora proporcionando boa adesão do revestimento ao substrato sem afectar substancialmente as outras propriedades físicas desejáveis do substrato. Por consequência o veículo será escolhido de modo a ser adequado aos produtos intumescente e vitrificante e ao substrato a tratar.

Na figura 4 está representado um método de aplicação d* camada protectora 4 ao bloco de espuma de uretano 2 onde estão representados 2 bicos de pulverisação em 20 e 22.0 bico de pulverisação 20 aplica a composição retardante de fogo, enquanto que o bico 22 aplica as fibras de reforço à região inferior do bloco de espuma 2. Em alguns casos o elastómero & base de água é um elastómero de silicone de base água que faz parte pelo menos do agente vitrificante. Os bicos de pulverização trabalham de preferência em combinação. Uma quantidade controlada de pigmento corante pode também estar incorporado na composição de protecção ao fogo de modo que a espessura do revestimento possa ser estimada pela côr resultante do revestimento e a sua comparação com um padrão de côr pré-determinado. Isto constitui um método simples de controle de qualidade.

A base elastomérica actua como veículo para os agentes intumescente e vitrificante. As bases elastoméricas apropriadas incluem elastómeros de base água, dos quais são exemplos elastómeros de neopreno e silicone de base água. Um elastómero de silicone ou neopreno de base água utilizado como veículo tem um pH relativamente alto, o que exige a utilização de um tampão quando se usa polifosfato de amó· nio na preparação do revestimento. 0 tampão aumenta o pH da fracção combinada de tampão e polifosfato de amónio o suficiente para evitar efeitos adversos do pH ou um choque de pH sobre o veículo.

Os agentes vitrificantes apropriados incluem pó de sili·

ca ou pó de sienito nefelínico ou tetraborato de sódio ou silicato de magnésio hidratado, ou silicato de alumínio ou resinas de silicone, e elastómeros de silicone de base água. 0 tetraborato de sódio proporciona uma protecção até aproximadamente 740SC e por conseguinte é um sistema de protecção para baixas temperaturas. 0 pó de silica pode proporcionar protecção até cerca de 1500^sC, enquanto que o silicato de magnésio hidratado e o pó sienito nefelínico, o silicato de alumínio e aa resinas de silicone podem proporcionar uma protecção até 1400?C a 1800^SC. Quando se usa um elastómero de silicone de base água este vitrifica a aproximadamente 575 ^SC e confere protecção até cerca de 1400^eG. Deste modo o agente vitrificante aumenta a temperatura eficaz aámima útil do agente intumescente isoladamente, de preferência em peJ lo monos 100²C, e em alguns casos mais do que duplica a temperatura máxima anterior.

revestimento 4 da figura 1 é relativamente delgado, da ordem 10/1000 a 60/1000 de polegada, e não altera substancialmente as características da espuma de uretano no que respeita & compressão e elasticidade. Este revestimento, quando exposto a altas temperaturas, produz uma camada de espuma celular espessa em que a densidade da camada de espuma tende a ser menor no exterior e maior próximo do interior adjacente ao material que está a proteger. A resistência conferida λ camada de espuma intumescente devida ao agente vitrificante aumenta também do exterior da espuma para o interior da espuma. Isto ocorre em virtude da densidade do agente vitrificante no momento da vitrificação ser maior junto do bloco de espuma 2.

revestimento pode conter 17 a 40 partes em peso de polifosfato de amónio, 17 a 27 partes em peso de pentaeritritol, 7 a 27 partes em peso de dicianodiamida, 45 a 75 partes em peso do elastómero de base água, de preferência homopolímero de policloropreno, e 5 a 50 partes em peso de um agente vitrificante, de preferência 99,6 de pó de silica ou sienito nefelínico em pó ou tetraborato de sódio ou silicato de magnésio hidratado ou silicato de alumínio ou resina de

silicone. Um revestimento preferido inclui 21% de fosfato de diamónio,

13% de pentaeritritol, 7% de dicianodiamida, 10% do agente vitrificante e 49% do elastómero de base água.

No caso de se usar um elastómero de silicone de base água este pode incluir 17 a 40 partes em peso de polifosfato de amónio, 17 a 27 partes em peso de pentaeritritol, 7 a 27 partes em peso de dicianodiamida e 45 a 75 partes em peso do elastómero de silicone de base água. 0 elastómero de silicone de base água vitrifica a cerca de 5758C í a 21 fase proporciona uma protecç&o até cerca de 1400^0. Um revestimento particularmente apropriado inclui 26% de polifosfato de amónio, 17% de pentaeritritol, 7% de dicianodiamida e 50% do elastómero de silicone de base água.

Um outro exemplo inclui 17 a 40 partes em peso de fosfato de diamónio, 17 a 27 partes em peso de pentaeritritol, 7 a 27 partes em peso de dicianodiamida, 45 a 75 partes em peso de elastómero de base água, de preferência um homopolímero de policloropreno, e 5 a 50 partes em peso de um agente vitrificante previamente referido. Tal como anteriormente, um revestimento particularmente apropriado deverá incluir 21% de fosfato de diamónio, 13% de pentaeritriol, 7% de diciano diamida, 10% do agente vitrificante e 49% do elastómero de base água.

Os exemplos anteriores não incluem o reforço eventual com fibras de vidro que sfto aplicadas λ face inferior e em torno dos reborbos do bloco de espuma. A extensão na qual se reforça o fundo varia e o uso de fibras de vidro não é senão um dos exemplos de reforço apropriados, que não estão limitados a este caso.

0s revestimentos, tal como são aqui descritos, são capazes de proteger uma grande variedade de substratos rígidos e/ou flexíveis, incluindo substratos de espumas rígidas e/ou flexíveis, de que são exemplos espumas de uretano, de poliestireno ou outros produtos, incluindo substrato* de madeira* macias, madeiras rígidas, contrapla cados, bases de alcatifas, aço, alumínio, etc., que se não estivessem protegidos ou sustentariam a combustão ou se deteriorariam, e a aplicação deste revestimento não está limitada à protecção de peça* de espuma rígida e/ou flexível. 0 sistema de 2 partes resultante da formação inicial de uma camada de espuma intumescente que é depois bloqueada ou estabilizada por um agente vitrificante disperso uniformemente na mesma, sendo o agente vitrificante do tipo que confere pro tecção para uma gama de temperaturas essencialmente superior, proporciona vantagens côm respeito ao peso e facilidade de aplicação do re vestimento ao produto a proteger. Os métodos apropriados para aplica ção incluem pulverização, pincelagem e imersão, para citar apenas alguns exemplos. Este revestimento, quando se escolhem agentes vitrificantes apropriados, pode proteger o produto a temperaturas, pelo menos durante curtos períodos, superiores a 1000?C e em algumas aplica ções superiores a 1800^SC.

No caso de assentos de espuma flexível para utilização em aviões requere-se uma protecção do produto durante pelo menos 3 minutos quando o bloco de espuma é exposto a uma chama que tem uma temperatura média de cerca de 1034^eC. Os testes iniciais indicam que um certo número dos revestimentos descritos anteriormente podem ser convenientemente aplicados a assentos de espuma já existentes para produzir um produto revestido que satisfaz à* novas exigências formulada* pelo regulamento da avaliação federal americana (U. S. Federal Aviation Regulation) parte 25, Apêndice F, parte II.

revestimento é fácil de aplicar aos assentos de aviõeis moldados já existentes, e não aumenta apreciavelmente o peso dos assen·· toa* 0 peso final dos assentos revestidos de espuma de uretano standar·· dieada tende a ser bastante inferior ao peso do mesmo assento quando feito com uma espuma não combustível, isto é, uma espuma que tenha, sido tratada com um certo número de cargas que se opõem à combustão do bloco de espuma. Este revestimento pode ser aplicado a almofadas existentes, permitindo deste modo a reutilisação de assentes de aviões qu< exigem protecção pelas novas normas, proporcionando simultâneamente um assento satisfatório no que se refere ao conforto.

uretano ou o bloco de espuma de poliuretano 32 repre sentado na partículas por todo o apresentam micron. Ás figura 5 tem uma superfície periférica externa 34 e inclui 36 da composição retardante de fogo distribuídas uniformem*: bloco de espuma. As partículas são de preferência moidas e um tamanho inferior a 50 microns e preferivelmente 6 a 12 partículas são basicamente transportadas pelo produto de espuma e só entram em acção quando o produto é exposto a temperaturas de combustão. A elasticidade natural da espuma mantém-se essencialmen te e a densidade da espuma aumenta muito ligeiramente· A composição retardante de fogo inclui um agente intumescente conhecido, tal como foi descrito anteriormente, disperso uniformemente por toda a espuma que, quando exposta ao calor produzido na combustão, produzem progres sivamente uma camada celular de protecção. Pelo menos parte do agente vitrificante está presente à superfície e começa a vitrificação a uma temperatura superior à formação inicial da camada de espuma celular de protecção. A vitrificação do agente vitrificante bloqueia essencial mente o material intumescente de protecção num estado de espuma celu lar e protege esta camada celular da decomposição e/ou suprime o gotejemento do substrato subjacente, aumentando a gama de temperaturas eficázes da camada de espuma celular intumescente e as propriedades de isolamento da mesma. 0 produto vitrificante trabalha em cooperação com o agente intumescente proporcionando a 2* parte da protecção. Em alguns casos o bloco de espuma de uretano cede devido à exposição a uma chama e inicialmente o agente intumescente acompanha a superfície da espuma. A vitrificação confere resistência estrutural à camada in tumescente formada e serve para manter uma camada isolante em torno do bloco de espuma. Parte do bloco de espuma é inicialmente consumido, dando lugar à formação de camada de protecção e deste modo o problema da fusão e gotejamento da espuma fundida reduz-se. Ê preferível ter uma combustão controlada limitada para vencer o gotejamento do produto que pode propagar o fogo.

Os agentes vitrificantes apropriados incluem todos os agentes vitrificantes descritos para os revestimentos e o nível máximo de temperatura para cada agente é da mesma ordem. 0 agente vitrificante aumenta a temperatura máxima eficáz do agente intumescente isolado, de preferência de pelo menos 100 ²C, e em alguns casos mais do que duplica a temperatura máxima anterior.

A adição da composição retardante de fogo não altera substancialmente as características da espuma de uretano no que se refere & compressão e elasticidade. As partículas desta composição, quando expostas a altas temperaturas, produzem uma camada de espuma celular espessa que ê reforçada pela vitrificação de um agente nela incorporado.

A composição retardante de fogo pode estar distribuída uniformemente por todo o produto de espuma. Adicionaram-se até 30% em peso a um produto de almofadas de assentos compresíveis e o grau de resistência ao fogo ou da sua retardação aumentou & medida que aumentava a percentagem adicionada. A adição de um baixo nível de 10% provou aumentar a resistência ao fogo do produto. Diferentes produtos de espuma podem aceitar níveis diferentes de sólidos, por exemplo espumas mais rígidas podem aceitar uma concentração de sólidos mais elevada. Consoante o produto final e as exigências do mesmo, pode determinar-se a quantidade da composição. Podem ainda incorporar-se cargas não combustíveis, tais como talco.

uso de composiçãos retardantes de fogo com polímeros termoplásticos foi demonstrado pela adição de 1%, 5% e 10% em peso da composição retardante de fogo a uma poliolefina, nomeadamente polietileno de baixa densidade; obtiveram-se aumentos significativos das pro14

priedades retardantes de fogo. 0 grau de retardância do fogo varia con a quantidade de carga do produto e fornecem-se temperaturas máximas como guia que se baseiam em concentrações superficiais elevadas.

retardante de fogo, tal como foi aqui revelado, quer usado isoladamente quer em combinação apropriada com outras cargas, reduz o gotejamento associado à combustão de produtos plásticos e consequentemente reduz a possibilidade da propagação do fogo.

A composição retardante do fogo ê particularmente útil para produtos de espumas, contudo tem também aplicação para utilização noutros produtos de plástico onde seja necessário um certo grau de resistência ao fogo. Também outros produtos, como borrachas, papel, ou outros produtos reconstruídos, podem ser convenientemente protegidos sempre que a composição possa ser adicionada ou aplicada.

Embora a vitrificação bloqueie a espuma intumescente, poderão ser utilizados conjuntamente com o retardante de fogo outros produtos conhecidos que aumentem a resistência. Por exemplo, as parafinas coloradas são um aditivo conhecido e podem ser usadas em variantes nas composições da invenção, especialmente em quantidades de 5 a 50% em peso. Estes aditivos não bloqueiam da maneira que o faz o agente vitrificante, mas cooperam com o agente intumescente para aumentar a resistência do mesmo em condições normais de trabalho. Os agentes vitrificantes elevam a gama de temperatura e modificam o comportamento do agente intumescente isolado devido & formação de uma camada isolante retardante de fogo conjugada.

retardante de fogo, quer aplicado com o revestimentp, incorporado no produto ou de qualquer modo associado ao produto, é adequado para a protecção de peças de espuma rígida ou flexível ou de outros produtos que se não estivessem protegidos suportariam desastrosamente a combustão, ou por qualquer outra razão exijam protecção. 0

- / i sistema de protecção em 2 partes é proporcionado pela formação inicial de uma camada de espuma intumescente de protecção que é depois bloqueada ou estabilizada por um agente vitrificante disperso na espuma intumescente· agente vitrificante em combinação com a espuma intumescente proporciona uma protecção a uma temperatura esseacialmeate mais elevada e tem vantagens no que se refere ao peso e facilidade de aplicação· Este retardante de fogo, quando são escolhidos agentes vitrificantes apropriados e nas concentraçdes adequadas, pode proteger o produto até temperaturas que excedem 1000⁵C durante pelo menos um curto período de tempo e, em algumas aplicações, temperaturas que excedem 1800®C·

A composição é fácil de adicionar durante a fabricação do produto de espuma e em comparação com outras espumas retardantes de fogo não aumenta apreciavelmente o peso dos assentos de espuma· Este retardante de fogo, quando incorporado num produto de espuma, pode aumentá-lo na ordem de cerca de uma libra por pé cúbico, significativamente menos do que espumas não combustíveis conhecidas·

A aplicação desta espuma retardante de fogo foi descrita no qne se refere a um produto totalmente de espuma, todavia a espuma não combustível poderia ser aplicada, ou conformada, exteriormente e formar uma camada de protecção periférica tendo uma densidade superior em superfícies exteriores.

Deste modo o retardante de fogo pode ser aplicado como revestimento, ou incorporado diretamente no produto, ou conformado como uma região limítrofe de um produto, ou associado de qualquer outro modo com um produto que requeira protecção.

Os produtos retardantes de fogo possíveis incluem subs16

tratos de espuma rígida ou flexível utilizados em mobiliário para apli cações públicas e domésticas, para almofadas de espuma utilizadas em automóveis, produtos para construção tais como produtos de madeira, painéis de parede, carpetes, revestimentos de tetos, suportes estru turais, colchões, alcatifas, materiais de recobertura do chão, produtos em folhas, paredes e portas à. prova de fogo. Adicionalmente as almofadas para assentos em espuma, tal como são utilizadas em salas de espectáculos, hospitais, penitenciárias, estádios, recintos para conferências, veículos de recreio, etc. poderiam também incluir com vantagem o retardante de fogo, que não altera essencialmente o comportamento destes assentos, reduzindo no entanto as suas características de combustibilidade. Outras aplicações tornar-se-ão evidentes à medida que a utilização do retardante de fogo se pôr expandindo, e a apli cação do retardante de fogo não está restringida pelos exeJ^los mencionados .

Embora tenham aqui sido descritas várias variantes por menorizadas da presente invenção, os especialistas na técnica compreen derão que poderão ser introduzidas variações na mesma sem que se afas· tem do espírito da invenção ou do âmbito das reivindicações anexas₀

Claims

1·.- Processo para a preparação de composições retardantes de fogo, caracterizado pelo facto de compreender fazer-se a mistura de um veículo com um produto intumescente à base de carbono conhecido e capaz de, quando exposto ao calor de combustão, produzir uma espuma celular de protecção, e com um agente vitrificante capaz de estabilizar o carbono do produto intumescente quando exposto a uma temperatura que de outro modo causaria a decomposição do produto intumescente espumado, estabilizando o referido agente vitrificante o carbono do produto intumescente pela vitrificação e a combinação com aquele.

2·.- Processo para a preparação de composições retardantes do fogo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o veículo ser un elastómero.

3·.- Processo para a preparação de composições retardantes do fogo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fac· to de o veículo ser um elastómero de base de água.

4·.- Processo para a preparação de composições retardantes do fogo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o veículo ser um elastómero de neopreno ou de silicone de base de água.

5^a·- Processo para a preparação de composições retardantes do fogo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o veículo ser um elastómero de neopreno ou de silicone de base de água, incluindo a referida composição um tampão apropriado para evitar efeitos adversos do pH sobre o veículo quando combinado com o produto intumescente.

6*.- processo para a preparação de composições retardantes do fogo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de o material vitrificante ser escolhido do grupo constituído por silicato de magnésio hidratado, pó de sílica, resinas de silicone, tetraborato de sódio e sienite nefelínica.

7*·- Processo parã a preparação de composições retardantes do fogo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de o material vitrificante ser um elastómero de silicone de base de água, o referido elastómero sendo adicionalmente o veículo da referida composição.

8®.- Processo para a preparação de composições retardantes do fogo de acordo com qualquer das reivindicações l a 7, caracterizado pelo facto de o referido material intumescente compreender:

17 a 40 partes em peso de polifosfato de amónio; e

17 a 27 partes em peso de pentaeritritol; e

7 a 27 partes em peso de dicianodiamida.

9®.- Processo para a preparação de composições retardantes de fogo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo facto de o veículo ser formado por 45 a 75 partes em peso de um elastóaero de base de água.

10*.- Processo para a preparação de composições retardantes do fogo de acordo com as reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelo facto de se empregarem 5 a 50 partes em peso do agente vitrifican te

11·.- Processo para a preparação de composições retardantes do fogo de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo facto de se empregarem 5 a 50 partes em peso de parafina clorada.

12·.- Processo para a preparação de composições retardantes do fogo de acordo com qualquer reivindicação anterior, caracterizado pelo facto de a composição final compreender em combinação:

um material intumescente à base de carbono, conhecido, capaz de, quando exposto ao calor de combustão, produzir uma espuma celular protectora; e um agente vitrificante capaz de estabilizar o carbono do agente intumescente quando exposto a uma temperatura que, de outro modo, causaria a decomposição do produto intumescente espumado, estabilizando o referido agente vitrificante o carbono do agente intumescente pela sua vitrificação e combinação com o mestao.

13·.- Processo para a preparação de composições retardantes do fogo, de acordo com a reivindicação 12, caraeterizado pelo facto de o produto vitrificante ser escolhido do grupo constituído por silicato de magnésio hidratado, pó de sílica, resinas de silicone e sienite nafelínica.

14·.- Processo para a preparação de composições retardante s do fogo de acordo com as reivindicações 12 ou 13, caraeterizado pelo facto de o agente vitrificante ser um elastómero de silicone de base de água.

'1

15*·- Processo para a preparação de composições retardantes do fogo de acordo com qualquer das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo facto de o referido material intumescente compreender

17 a 40 partes em peso de polifosfato de amónio;

17 a 27 partes em peso de pentaeritritol; e

7 a 27 partes em peso de dicianodiamida.

16·.- Processo para a preparação de composições retardantes do fogo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo facto de a composição final compreender 5 a 50 partes em peso do agente vitrificante.

17·.- Processo para a preparação de composições ret&rdantes do fogo de acordo com a reivindicação 15 ou a reivindicação 16, caracterizado pelo facto de a composição conter 5 a 50 partes em peso de parafina clorada.

18·.- Processo para a preparação de produto de espuma de plásticos sintéticos, caracterizado pelo facto de, se incorporar uma composição retardante do fogo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 17, de preferência, numa proporção em peso que pode ir até cerca de 50%.

19·.- Processo para a fabricação de produtos de plástico, caracterizado pelo facto de ter incorporada uma composição retardante do fogo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 17, numa proporção em peso compreendida entre cerca de 1 e 30%.

20·.- Processo de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo facto de o plástico ser uma poliolefina.

21*.- processo para a preparação de espuma sintética, caracterizado pelo facto de os produtos finais serem recobertos com um revestimento de uma composição retardante do fogo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 17.

22*,- Processo para a fabricação de produtos de plástico, caracterizado pelo facto de os produtos finais serem recobertos com um revestimento de uma composição retardante do fogo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 17.

23»,- Processo para a obtenção dum revestimento retardante do fogo, caracterizado pelo facto de compreender uma composição retardante do fogo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 17.

24».- Processo para a obtenção dum compósito caracteriz&do pelo facto de se incorporar uma composição retardante do fogo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 17.

25».- Processo para a obtenção dum produto de acordo com qualquer das reivindicações 21 a 23, caracterizado pelo facto de o referido revestimento ter uma espessura de pelo menos, 0,25 mm (0,010 polegada),

26·.- Processo de acordo com qualquer das reivindações

18, 19, 20 e 24, caracterizado pelo facto de a quantidade da composição retardante do fogo incorporada no produto exceder cerca de 10% em

27»,- Processo de acordo com qualquer das reivindicações 18, 19, 20 e 24, caracterizado pelo facto de a quantidade da composição retardante do fogo incorporada no produto exceder cerca de 20% em peso.

28».- Processo de acordo com qualquer das reivindicações 18 a 22 e 24 a 27, caracterizado pelo facto de a proporção da composição retardante do fogo ser maior nas superfícies ©apostas do produto.

29·.- Processo para o tratamento de um substrato rígido e/ou flexível, previamente moldado na sua forma, caracterizado pelo facto de compreender a aplicação de uma composição retardante do fogo à superfície do referido substrato, compreendendo a referida composição retardante do fogo, em combinação;

um veículo um material intumescente à base de carbono conhecido, capaz de, quando exposto ao calor da combustão, produzir uma espuma celular protectora; e um agente vitrificante capaz de estabilizar o carbono do agente intumescente quando exposto a uma temperatura que, de outro modo, causaria a decomposição do agente intumescente espumado, estabilizando o referido agente vitrificante o carbono do agente intumescente pela vitrificação e combinação com o mesmo.

30·.- Processo de acordo com s reivindicação 29, caracterizado pelo facto de ser completado com uma operação de secagem do revestimento assim obtido.

31··- Processo de acordo com as reivindicações 29 ou 30, caracterizado pelo facto de o veículo ser um elastémero de base de água,

32«.- Processo de acordo com as reivindicações 29 ou 30, caracterizado pelo facto de o veículo ser um elastómero de neopreno ou de silicone de base de água.

33*·- Processo de acordo com as reivindicações 29 ou 30, caracterizado pelo facto de o veículo ser um elastómero de neopreno ou de silicone de base de água, incluindo a referida composição um tampão adequado para evitar efeitos adversos do pH sobre o veículo, quando combinado com o produto intumescente.

34*·- Processo de acordo com qualquer das reivindicações 29 a 33, caracterizado pelo facto de o material vitrificante ser escolhido do grupo constituído por silicato de magnésio hidratado, pó de sílica, resinas de silicone, tetraborato de sódio ou sienite nefelínica·

35*.- Processo de acordo com qualquer das reivindicações 29 a 34, caracterizado pelo facto de o material vitrificantte ser um elastómero de silicone de base de água, sendo o referido elastómero adicionalmente o veículo da referida composição.

36*.- Processo de acordo com qualquer das reivindicações 29 a 35, caracterizado pelo facto de o referido material intumescente a 40 partes empeso de polifosfato de amónio;

a 27 partes em peso de pentaeritritol; e a 27 partes em peso de dicianodiamida.

compreender;

37*·- Processo de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo facto de o veículo ser constituído por 45 a 75 partes em peso do elastémero de base de égua.

38·.- Processo de acordo com as reivindicações 36 ou

37, caracterizado pelo facto de a composição conter 5 a 50 partes em peso do agente vitrificante.

39#.- Processo de acordo com qualquer das reivindicaçõen 36 a 38, caracterizado pelo facto de a composição conter 5 a 50 partes em peso de parafina clorada.

40··- Processo de acordo com qualquer das reivindicaçõen 29 a 39, caracterizado pelo facto de os componentes do revestimento serem combinados durante a aplicação do referido revestimento.

41*.- Processo de acordo com qualquer das reivindicaçõeíi 29 a 40, caracterizado pelo facto de o método de aplicação do revestimento ser à pistola.

42·,- processo de acordo com qualquer das reivindicaçõen um a 41, caracterizado pelo facto de a composição de revestimento contor pigmento.

43·.- Processo de acordo com qualquer das reivindicaçõeíi

29 a 42, caracterizado pelo facto de o revestimento resultante encapsular 0 produto.

44·. - Processo para a fabricação dum artigo tendo um substrato e um revestimento retardante do fogo flexível de protecçfto sobre a superfície do substrato, caracterizado pelo facto de o referido revestimento compreender, em combinação:

- um produto elastomérico,

- um produto formemente intumescente à base de carbono, conhecido, disperso uniatravés do referido produto elastomérico, sendo o referiintumescente capaz de, quando exposto ao calor de combusdo produto tão, formar uma espuma e produzir uma espuma celular de protecçãoj e

- um agente vitrificante disperso uniformemente em todo o referido pro·· duto elastomérico e capaz de começar a vitrificação a uma temperatura substancialmente superior à temperatura à qual se forma a camada espumada, mas inferior à temperatura de decomposição do agente intumescente, sendo o referido agente vitrificante capaz de estabilizar o carbono do referido agente intumescente quando exposto a uma temperatura que, de outro modo, causaria a decomposição do agente intumescente espumado, aumentando o referido agente vitrificante a temperatura máxima eficaz da referida espuma intumescente de, pelo menos 100®C.

45·.- Processo de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo facto de a espessura do revestimento ser inferior a 1,52 mm (0,060 polegada).

46·.- Processo caracterizado pelo facto de a polegada)· de acordo espessura com ser as reivindicações 44 ou 45j inferior a 0,25 mm (0,010

47·.- Processo de acordo com qualquer das reivindicações

44 a 46, caracterizado pelo facto de o material elastomérico ser um elastómero de base de água.

48·.- processo de acordo com qualquer das reivindicaçõeí

44 & 47, caracterizado pelo facto de o material elastomérico ser um elastómero de neopreno ou de silicone de base de água.

49#.- Processo de acordo com qualquer das reivindicações 44 a 48, caracterizado pelo facto de o material elastomérico ser um elastómero de neopreno ou de silicone de base de água e a composição utilizada para formar o referido revestimento incluir um tampão capaz de evitar os efeitos adversos do pH sobre o veículo quando combinado com o material intumescente.

50#.- Processo de acordo com qualquer das reivindicaçõeJ 44 a 49, caracterizado pelo facto de o material vitrificante ser escolhido do grupo constituído por silicato de magnésio hidratado, pé de silica, resinas de silicone, tetraborato de sódio e sienite nefelínica

51»·- Processo de acordo com qualquer das reivindicaçSei» 44 a 50, caracterizado pelo facto de o material vitrificante ser um elastómero de silicone de base de água, sendo o referido elastómero adicionalmente o material elastomérico do referido revestimento.

52».- Processo de acordo com qualquer das reivindicaçSesi 44 a 51, caracterizado pelo facto de o referido material intumescente compreender;

17 a 40 partes em peso de polifosfato de amónio;

17 a 27 partes em peso de pentaeritritol; e

7 a 27 partes em peso de dicianodiamida.

53#.- Processo de acordo com a reivindicação 52, caracterizado pelo facto de o material elastomérico ser constituído por 45 a 75 partes em peso do elastómero de base de água·

54#.- Processo de acordo com as reivindicações 52 ou

53, caracterizado pelo facto de existirem 5 a 50 partes em peso do agente vitrificante.

55»·- Processo de acordo com qualquer das reivindicaçõeii

52 a 54, caracterizado pelo facto de o revestimento conter 5 a 50 partes em peso de parafina clorada.

56».- Processo de acordo com qualquer das reivindicaçõeíi 44 a 55, caracterizado pelo facto de o substrato dos artigos s«r flexível e/ou rígido.

57».- Processo de acordo com qualquer das reivindicações 44 a 55, caracterizado pelo facto de o substrato dos artigos ser flexível.

58».- Processo de acordo com qualquer das reivindicações 44 a 55, caracterizado pelo facto de o substrato dos artigos ser rígido,

59».- Processo de acordo com qualquer das reivindicações 44 a 58, caracterizado pelo facto de, pelo menos, uma parte do referido revestimento ser reforçado com fibras de vidro.

60».- Processo de acordo com qualquer das reivindicações 44 a 59, caracterizado pelo facto de o referido revestimento ser capaz ie proporcionar a protecçâo durante pelo menos 2 minutos, quando exposto a uma temperatura de cerca de 1000^SC.

61#.- Processo de acordo com qualquer das reivindicaçõeí

44 a 60, caracterizado pelo facto de o substrato dos artigos ser uma espuma de uretano.

62#.- Processo de acordo com qualquer das reivindicações

44 a 6o, caracterizado pelo facto de o substrato dos artigos ser poliestireno.

63#.- Processo de acordo com qualquer das reivindicaçõeí 44 a 60, caracterizado pelo facto de o substrato dos artigos ser madeira dura.

64·.- Processo de acordo com qualquer das reivindicações 44 a 60, caracterizado pelo facto de o substrato dos artigos ser madeira macia.

65#.- Processo de acordo com qualquer das reivindicações

44 a 60, caracterizado pelo facto de o substrato dos artigos ser metal.

66#.- Processo de acordo com qualquer das reivindicações 44 a 60, caracterizado pelo facto de o substrato dos artigos ser um material com a forma de folha.

67#.- Processo de acordo com qualquer das reivindicações 44 a 60, caracterizado pelo facto de o substrato dos artigos ser uma almofada.

68#.- processo de acordo com qualquer das reivindicaçõeí

44 a 55, caracterizado pelo facto de o substrato ser um material de h

y I espuma.

69<·- Processo de acordo com qualquer das reivindicar· çOes 44 a 68, caracterizado pelo facto de o material elastomérico melhorar a adesão do revestimento ao substrato.