ES2269009B1 - Formulacion ignifuga y procedimiento de fabricacion correspondiente. - Google Patents
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Abstract
Formulación ignífuga y procedimiento de fabricación correspondiente. Esta formulación ignífuga es apta para la protección de estructuras y elementos secundarios contra el fuego en sectores industriales, de la construcción, de la náutica y de los transportes, y se caracteriza porque comprende [a] una resina de poliéster, [b] partículas de corcho, [c] agua, y [d] un catalizador retardante del fuego. La invención se refiere también a un procedimiento para fabricar la formulación ignífuga según la invención.
Description
Formulación ignífuga y procedimiento de
fabricación correspondiente.
La invención se refiere a una formulación
ignífuga apta para la protección de estructuras y elementos
secundarios contra el fuego en sectores industriales, de la
construcción, de la náutica y de los transportes.
La invención también se refiere a un
procedimiento de fabricación de la formulación según la
invención.
En el sector de la construcción, así como en
sectores industriales existen normativas para la protección contra
incendios tanto de elementos estructurales, como de todo tipo de
instalaciones. Estas normativas persiguen minimizar los efectos
producidos por el fuego, es decir intentan retardar al máximo
posible la evolución del fuego, para con ello facilitar las tareas
de evacuación y de extinción del mismo. Asimismo, estas normativas
persiguen que la temperatura del incendio se mantenga lo más
reducida posible, con lo cual se frena nuevamente la evolución del
fuego, pero por otra parte se reducen los efectos colaterales al
incendio especialmente peligrosos, tales como la pérdida de
resistencia mecánica de elementos estructurales que puede conducir
al colapso de las estructuras portantes.
Las exigencias de comportamiento ante el fuego
de los materiales se definen fijando la clase que deben alcanzar
conforme a la norma española UNE 23 727. Estas clases se denominan
M0, M1, M2, M3 y M4. El número de la denominación de cada clase
indica la magnitud relativa con la que los materiales
correspondientes pueden favorecer el desarrollo de un incendio.
Así, la clase M0 indica que un material es no combustible ante la
acción térmica normalizada del ensayo correspondiente. Un material
de clase M1 es combustible pero no inflamable, lo que implica que su
combustión no se mantiene cuando cesa la aportación de calor desde
un foco exterior. Los materiales de clase M2, M3 y M4 pueden
considerarse, de un grado de inflamabilidad moderada, media o alta,
respectivamente.
Una de las medidas adoptadas en el estado de la
técnica para el cumplimiento de las normativas consiste en revestir
estructuras e instalaciones con productos ignifugantes en forma de
pasta, pintura..., mejorando con ello su comportamiento ante el
fuego. No obstante, los revestimientos conocidos no consiguen
ofrecer todas las prestaciones que cabría esperar de ellos. En
particular, la resistencia al fuego es uno de los factores
importantes en estos productos, pero por otra parte estos
revestimientos también deben presentar otras características, tales
como una buena adhesividad a las superficies sobre las que se
aplican, una buena elasticidad, una buena resistencia frente a
hongos y bacterias, una conservación de propiedades ignifugantes a
largo plazo, así como una nula toxicidad una vez endurecidos.
Finalmente es de suma importancia que estos productos presenten una
reducida emisión de humos tóxicos en presencia de
fuego.
fuego.
La invención tiene por objeto superar estos
inconvenientes. Esta finalidad se consigue mediante una formulación
ignífuga del tipo indicado al principio caracterizada porque
comprende
- [a]
- una resina de poliéster,
- [b]
- partículas de corcho,
- [c]
- agua, y
- [d]
- un catalizador retardante del fuego.
La resina de poliéster es especialmente
apropiada para mejorar de forma sustancial las propiedades
ignifugantes de esta formulación. Por ejemplo, los productos
conocidos en el estado de la técnica, emplean polímeros de resina
acrílica. Estos polímeros presentan la desventaja de que a
temperaturas muy reducidas, aproximadamente 170ºC se abren emitiendo
gran cantidad de humos. Por el contrario la resina de poliéster
resiste temperaturas muy superiores. Además, la resina de poliéster
garantiza una baja emisión de humos y confiere elasticidad y
adherencia a la formulación. Preferentemente esta resina de
poliéster es insaturada, ortoftáltica, cargada, no acelerada y
tixotrópica.
Las partículas de corcho, a pesar de ser
combustibles, no son inflamables, con lo cual se mejora
sustancialmente las propiedades ignifugantes de la formulación.
Como ya se ha comentado, la formulación según la
invención debe evitar la emisión de humos tóxicos. Así la
formulación en base agua es especialmente apropiada para conseguir
este objetivo. De hecho, las formulaciones en base disolvente han
caído en desuso debido a su elevada toxicidad.
Finalmente, el catalizador retardante del fuego,
persigue mejorar aún más las propiedades ignífugas de la formulación
y muy en particular evitar su inflamabilidad. El catalizador se une
en forma sencilla a la resina de poliéster, no así a otros tipos de
resinas, por ejemplo la acrílica, ya que el porcentaje necesario de
éste catalizador crearía una mezcla demasiado elástica que no se
podría proyectar y utilizar industrialmente.
Preferentemente, el porcentaje en peso de la
resina de poliéster en la formulación está comprendido entre un 5 y
un 40%, y preferentemente entre un 20 y un 35% y el de las
partículas de corcho está comprendido entre un 1 y un 15%, y
preferentemente entre un 5 y un 10%. Estos rangos se han constatado
como especialmente ventajosos para obtener una ignifugación de
clase M1 según la norma UNE 23 727.
En una formulación de este tipo, el diámetro de
las partículas de corcho es un factor importante. En particular, es
especialmente interesante que la formulación tenga una textura
pastosa, para que se pueda adherir de forma idónea a la superficie.
A pesar de ello, es conveniente que esta pasta sea lo
suficientemente fluida para que pueda ser aplicada por proyección.
Este método de aplicación es el más rápido y por tanto también el
más económico. Así, preferentemente, por lo menos el 99% de las
partículas de corcho presenta un diámetro comprendido entre un 0,1 y
3 mm y preferentemente por lo menos el 90% presentan un diámetro
comprendido entre 0,5 y 2 mm. No obstante, no se descarta que esta
pasta pueda ser aplicada por otros métodos usuales en el sector,
tales como la extensión mecánica mediante llana, rodillo o
regleta.
Preferentemente el catalizador retardante del
fuego es un polifosfato amónico que está comprendido en la
formulación entre un 0,1 y un 1% y preferentemente entre un 0,2 y
un 0,6%. El catalizador actúa descomponiendo los compuestos que
contienen carbono y emitiendo gases que favorecen la intumescencia
de la formulación, es decir, favorecen el incremento de volumen del
revestimiento mediante la formación de burbujas en su interior.
Este efecto forma una capa no inflamable de carbono que ayuda a
proteger los elementos revestidos frente al fuego y a mantener su
temperatura superficial lo más reducida posible, con lo cual se
reducen enormemente los daños producidos a las estructuras
portantes sobre las que se aplica la formulación. Además, el
polifosfato amónico está libre de halógenos, que son especialmente
tóxicos y por tanto poco oportunos para una formulación de este
tipo.
Uno de los problemas importantes en las
formulaciones según el estado de la técnica consiste en que la
adherencia de éstas no está garantizada a largo plazo. Así, es
habitual ver como las superficies sobre las que ha sido aplicada la
formulación se acaba desconchando con el paso del tiempo, es decir
que el revestimiento se desprende y por consiguiente desaparece la
ignifugación de esta superficie. Así, opcionalmente, la formulación
según la invención comprende un espesante favorecedor de la
adherencia, siendo este espesante preferentemente una cola
celulósica.
El tiempo transcurrido entre la fabricación de
la formulación, hasta su aplicación definitiva puede ser
relativamente largo. Por ello, es imprescindible que el producto no
se seque una vez envasado y que mantenga sus características de
fluidez hasta su aplicación. Por ello, preferentemente la
formulación comprende una pintura plástica, y el porcentaje en peso
de dicha pintura plástica en dicha formulación está comprendido
entre un 10 y un 50%, y preferentemente entre un 15 y un 45%.
Preferentemente la pintura es de la clase M1 descrita anteriormente,
ya que el objetivo final es que la formulación cumpla los
requisitos exigibles a esta clase. Con ello, se consigue un
producto con las mejores propiedades ignifugantes para su clase.
Como ya se ha comentado, otra propiedad
importante de un producto ignifugante es su comportamiento a largo
plazo. Uno de los factores que contribuyen a degradar este tipo de
productos son los hongos y las bacterias. En aplicaciones en las
que el entorno sea especialmente húmedo, como por ejemplo en la
náutica, la proliferación de hongos y bacterias está especialmente
favorecida. Por ello, preferentemente, la formulación comprende un
biocida, cuyo porcentaje en peso en la formulación está comprendido
entre un 0,1 y 1%, y preferentemente entre un 0,3 y un 0,6%.
Preferentemente la formulación comprende arena
de sílice y su porcentaje en peso en la formulación está
comprendido entre un 1 y un 10%, y preferentemente entre un 3 y un
5%. La arena de sílice mejora todavía más las propiedades
ignifugantes de la formulación y ayuda a espesar la mezcla.
Preferentemente una formulación según la
invención está formada por los siguientes componentes comprendidos
en los siguientes rangos de porcentaje en peso:
- -
- una resina de poliéster entre el 20 y el 35%
- -
- un aceite vegetal entre el 1 y el 8%
- -
- partículas de corcho entre el 5 y el 10%
- -
- un hidróxido sódico entre el 0,7 y el 2%
- -
- agua entre el 30 y el 40%
- -
- un biocida entre el 0,3 y el 0,6%
- -
- una pintura plástica combustible pero no inflamable entre el 15 y el 45%
- -
- una cola celulósica entre el 0,5 y el 2%
- -
- una arena de sílice entre el 3% y el 5%, y
- -
- un polifosfato amónico entre el 0,2 y el 0,6%.
La variación del porcentaje de cada uno de estos
componentes permitirá mejorar las características que se precisen
para cada aplicación particular, como por ejemplo, mejor
ignifugación, mejor adherencia, menor emisión de humos, mayor
espesor.
Así, por ejemplo, preferentemente la composición
comprende los siguientes componentes en porcentaje en peso:
- -
- una base al 25%, donde dicha base comprende un hidróxido sódico, un aceite vegetal, una cola celulósica, agua y un biocida,
- -
- una pintura plástica combustible pero no inflamable al 27%,
- -
- partículas de corcho al 8,4%,
- -
- una arena de sílice al 4,2%,
- -
- una resina de poliéster al 31%,
- -
- un polifosfato amónico al 0,3% y
- -
- agua al 4,1% en peso.
Esta composición permite obtener una formulación
con propiedades ignifugantes especialmente óptimas, en particular
esta formulación cumple los requisitos para ser clasificada dentro
de la clase M1 de la norma UNE 23 727.
La invención también prevé un procedimiento para
la fabricación de una formulación según la invención. Así,
preferentemente una formulación que comprende una resina de
poliéster, partículas de corcho, agua y polifosfato amónico,
comprende además un aceite vegetal, hidróxido sódico, un biocida,
una pintura plástica combustible pero no inflamable, una cola
celulósica y una arena de sílice comprende las siguientes
etapas:
- -
- Preparación por mezclado de una solución acuosa del hidróxido sódico y del aceite vegetal,
- -
- Adición a la solución de la cola celulósica, una primera parte del agua y del biocida para formar una primera base,
- -
- Adición de la pintura plástica, las partículas de corcho, la arena de sílice a la base mezclando una segunda parte del agua, la pintura plástica, las partículas de corcho, la arena de sílice y la primera base para formar una segunda base, y
- -
- Adición, de la resina de poliéster y del polifosfato amónico a la segunda base.
En una primera fase, se prepara una solución
acuosa de hidróxido de sódico a la que se le añade aceite vegetal y
se mezcla mediante una batidora industrial a alta velocidad. Así
esta solución está compuesta por un 3% de hidróxido sódico, un 16%
de aceite vegetal y un 81% de agua. Esta solución se deja descansar
un mínimo de 120 horas hasta que el compuesto líquido se transforma
en un gel denso y viscoso.
En la segunda fase se añade al gel obtenido en
la primera fase una cantidad apropiada de cola celulósica, agua y
biocida. Por ejemplo, para una masa de 16 kg de gel, se añadirán
2,8 kg de cola celulósica, 80 litros de agua 1,82 kg de biocida.
Esta mezcla, que se denominará de aquí en adelante bajo el término
genérico de "base", se bate hasta obtener un producto fluido y
homogéneo sin grumos.
En la fase final, en una mezcladora rotativa se
introducen 25 kg de la primera base a los que se les añaden
4,1 kg agua, 27 kg pintura de clase M1, 8,4 kg de corcho, 4,2 kg de arena de sílice. Acto seguido y mezclando de forma continua, se añaden 31 kg resina de poliéster y 0,3 kg polifosfato amónico mezclando e homogeneizando la mezcla. Para mejorar la homogeneización se puede mezclar adicionalmente con una batidora eléctrica a alta velocidad en la propia mezcladora.
4,1 kg agua, 27 kg pintura de clase M1, 8,4 kg de corcho, 4,2 kg de arena de sílice. Acto seguido y mezclando de forma continua, se añaden 31 kg resina de poliéster y 0,3 kg polifosfato amónico mezclando e homogeneizando la mezcla. Para mejorar la homogeneización se puede mezclar adicionalmente con una batidora eléctrica a alta velocidad en la propia mezcladora.
\newpage
Así, la formulación ignífuga obtenida
presentaría los siguientes porcentajes en peso:
\vskip1.000000\baselineskip
Componente | Porcentaje en peso |
Base | 25% |
Pintura clase M1 | 27% |
Corcho | 8,4% |
Arena de sílice | 4,2% |
Resina de poliéster | 31% |
Polifosfato amónico | 0,3% |
Agua | 4,1% |
\vskip1.000000\baselineskip
La formulación obtenida presenta una
consistencia de pasta semi-densa que se puede
aplicar sobre las superficies a proteger con los métodos
convencionales en el sector. No obstante, la forma de aplicación
óptima de la formulación según la invención es por proyección
mediante una pistola de aire comprimido. Gracias a este sistema se
consigue una distribución especialmente uniforme. El grosor óptimo
para esta formulación es de entre 2 y 3 mm, los cuales se deben
aplicar en dos capas sucesivas. Para espesores de entre 4 y 6 mm se
deben aplicar capas sucesivas una vez las capas anteriores se han
secado correctamente.
Otro sistema de proyección apropiado para esta
pasta puede ser utilizando una bomba de proyección similar a las
utilizadas para proyectar hormigón o yeso.
La formulación según la invención se puede
aplicar a todo tipo de superficies rugosas, tales como hormigón,
ladrillo, enfoscado, madera, o superficies lisas como hierro,
vidrio, cerámica, plástico, etc.
Así esta formulación permite cumplir con los
requisitos de la clase M1 de la norma UNE 23 727 de ignifugación,
pero además presenta unas propiedades adicionales que los productos
del estado de la técnica no presentaban de forma combinada en un
único producto, estas son: elevada adherencia, elasticidad, baja
emisión de humos, estabilidad en el tiempo y protección ante hongos
y bacterias.
Claims (16)
1. Formulación ignífuga apta para la protección
de estructuras y elementos secundarios contra el fuego en sectores
industriales, de la construcción, de la náutica y de los
transportes, caracterizada porque comprende
- [a]
- una resina de poliéster,
- [b]
- partículas de corcho,
- [c]
- agua, y
- [d]
- un catalizador retardante del fuego.
2. Formulación ignífuga según la reivindicación
1, caracterizada porque el porcentaje en peso de dicha
resina de poliéster en dicha formulación está comprendido entre un
5 y un 40%, y preferentemente entre un 20 y un 35%.
3. Formulación ignífuga según la reivindicación
1 ó 2, caracterizada porque el porcentaje en peso de dichas
partículas de corcho en dicha formulación está comprendido entre un
1 y un 15%, y preferentemente entre un 5 y un 10%.
4. Formulación ignífuga según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque por lo menos el
99% de dichas partículas de corcho presenta un diámetro comprendido
entre un 0,1 y 3 mm y preferentemente por lo menos el 90% presentan
un diámetro comprendido entre 0,5 y 2 mm.
5. Formulación ignífuga según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque dicho
catalizador retardante del fuego es un polifosfato amónico.
6. Formulación ignífuga según la reivindicación
5, caracterizada porque el porcentaje en peso de dicho polifosfato
amónico en dicha formulación está comprendido entre un 0,1 y un 1%
y preferentemente entre un 0,2 y un 0,6%.
7. Formulación ignífuga según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque comprende un
espesante favorecedor de la adherencia.
8. Formulación ignífuga según la reivindicación
7, caracterizada porque dicho espesante es una cola
celulósica.
9. Formulación ignífuga según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque comprende una
pintura plástica combustible pero no inflamable, y porque el
porcentaje en peso de dicha pintura plástica en dicha formulación
está comprendido entre un 10 y un 50%, y preferentemente entre un
15 y un 45%.
10. Formulación ignífuga según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque dicha
formulación comprende un biocida.
11. Formulación ignífuga según la reivindicación
10, caracterizada porque el porcentaje en peso de dicho
biocida en dicha formulación está comprendido entre un 0,1 y 1%, y
preferentemente entre un 0,3 y un 0,6%.
12. Formulación ignífuga según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque dicha
formulación comprende arena de sílice.
13. Formulación ignífuga según la reivindicación
12, caracterizada porque el porcentaje en peso de dicha arena
de sílice en dicha formulación está comprendido entre un 1 y un
10%, y preferentemente entre un 3 y un 5%.
14. Formulación ignífuga según la reivindicación
1, caracterizada porque dicha formulación comprende los
siguientes componentes comprendidos en los siguientes rangos de
porcentaje en peso:
- -
- una resina de poliéster entre el 20 y el 35%
- -
- un aceite vegetal entre el 1 y el 8%
- -
- partículas de corcho entre el 5 y el 10%
- -
- un hidróxido sódico entre el 0,7 y el 2%
- -
- agua entre el 30 y el 40%
- -
- un biocida entre el 0,3 y el 0,6%
- -
- una pintura plástica combustible pero no inflamable entre el 15 y el 45%
- -
- una cola celulósica entre el 0,5 y el 2%
- -
- una arena de sílice entre el 3% y el 5%, y
- -
- un polifosfato amónico entre el 0,2 y el 0,6%.
15. Formulación ignífuga según la reivindicación
1, caracterizada porque la composición comprende los siguientes
componentes en porcentaje en peso:
- -
- una base al 25%, donde dicha base comprende un hidróxido sódico, un aceite vegetal, una cola celulósica, agua y un biocida,
- -
- una pintura plástica combustible pero no inflamable al 27%,
- -
- partículas de corcho al 8,4%,
- -
- una arena de sílice al 4,2%,
- -
- una resina de poliéster al 31%,
- -
- un polifosfato amónico al 0,3% y
- -
- agua al 4,1% en peso.
16. Procedimiento de fabricación de una
formulación ignífuga según la reivindicación 1, caracterizado
porque comprende además un aceite vegetal, hidróxido sódico, un
biocida, una pintura plástica combustible pero no inflamable, una
cola celulósica y una arena de sílice comprende las siguientes
etapas:
- -
- Preparación por mezclado de una solución acuosa de dicho hidróxido sódico y dicho aceite vegetal,
- -
- Adición a dicha solución de dicha cola celulósica, una primera parte de dicha agua y dicho biocida para formar una primera base,
- -
- Adición de dicha pintura plástica, dichas partículas de corcho, dicha arena de sílice a dicha base, mezclando una segunda parte de dicha agua, dicha pintura plástica, dichas partículas de corcho, dicha arena de sílice y dicha primera base para formar una segunda base, y
- -
- Adición, de dicha resina de poliéster y de dicho polifosfato amónico a dicha segunda base.
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