ES2577891T3

ES2577891T3 - Composición polimérica ignífuga

Info

Publication number: ES2577891T3
Application number: ES13756291.4T
Authority: ES
Inventors: Gerhard Mestan
Original assignee: Bategu Gummitechnologie & Co KG GmbH
Current assignee: Bategu Gummitechnologie & Co KG GmbH
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2013-07-31
Publication date: 2016-07-19
Anticipated expiration: 2033-07-31
Also published as: AT512907A4; EP2880093A1; HK1210199A1; DE202013011888U1; WO2014019008A1; AU2013299319B2; HRP20160710T1; SI2880093T1; PL2880093T3; CN104736632A; HUE029531T2; JP6246204B2; JP2015529712A; RU2640769C2; AU2013299319A1; AT512907B1; US20150203693A1; RU2015106889A; EP2880093B1; US10053585B2

Abstract

Composición polimérica ignífuga, apropiada en particular para el revestimiento de piezas, que contiene lo siguiente: a) un polímero termoplástico con contenido de acetato de vinilo y b) un elastómero insaturado que contiene enlaces dobles como componentes poliméricos, estando presentes los componentes poliméricos en forma de mezcla polimérica homogénea, y estando formada una matriz de mezcla vulcanizada exclusivamente por un sistema de reticulación de azufre o que contiene azufre, extendiéndose el sistema de reticulación de azufre por toda la matriz y atravesándola por completo, y c) al menos un agente retardante de llama o una combinación de agentes retardantes de llama.

Description

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en peso, preferentemente entre el 21 y el 29% en peso, respectivamente con relación al peso total de la composición. En este contexto, es especialmente ventajoso que la mezcla polimérica esté compuesta solamente de etileno vinilo acetato (EVA) no reticulado y de caucho de etileno propileno dieno (EPDM) reticulado por azufre

5 como los dos únicos componentes poliméricos, en particular en una proporción de entre el 40 y el 20% en peso de EVA y entre el 60 y el 80% en peso de EPDM, preferentemente entre aproximadamente el 20 y el 30% en peso de EVA y entre el 70 y 80% en peso de EPDM, preferentemente entre aproximadamente el 21 y el 29% en peso de EVA y entre el 71 y el 79% en peso de EPDM, en particular de aproximadamente un 25% en peso de EVA y un 75% en peso de EPDM, refiriéndose las indicaciones en porcentaje en peso respectivamente a la

10 proporción entre los componentes puramente polímeros entre sí o bien a la cantidad de los polímeros EVA+EPDM (= 100% en peso) sin agentes de relleno, aditivos ni agentes retardantes de llama. De este modo se obtiene una mezcla íntima de los componentes poliméricos y un sistema prácticamente de una sola fase.

Según un perfeccionamiento preferente, también es posible que contenga al menos una poliolefina, en particular polietileno, preferentemente LLDPE, o polipropileno, a modo de componentes poliméricos 15 adicionales. De este modo se puede influir en las propiedades de la mezcla polimérica en la dirección deseada.

Se obtiene una composición especialmente ventajosa de la siguiente manera:

- polímero con contenido de acetato de vinilo: 5-15% en peso

- elastómero insaturado: 20-40% en peso 20 - agente retardante de llama: 50-70% en peso

- resto: coadyuvantes, aditivos, etc.

En este contexto, es especialmente ventajoso que el polímero que contiene acetato de vinilo sea etileno vinilo acetato (EVA) y el elastómero insaturado sea un caucho de etileno propileno dieno (EPDM).

25 Para producir un buen efecto retardante de llama, puede estar previsto que el/los agente(s) retardante(s) de llama represente(n) un contenido de entre el 50 y el 80% en peso, preferentemente entre el 51 y el 79% en peso, preferentemente entre el 60 y el 70% en peso, preferentemente entre el 61 y el 69% en peso, con relación a la composición total. El porcentaje de agentes retardantes de llama es muy elevado, a fin de cumplir de forma fiable las normas de protección contra incendios deseadas. Sin embargo, los parámetros

30 mecánicos, sobre todo las propiedades dinámicas y elásticas de la composición, no se ven excesivamente afectados y, sorprendentemente, se conservan. De este modo también se garantiza que la composición se pueda aplicar sobre un cuerpo base a modo de revestimiento y que se mantengan las ventajosas propiedades mecánicas del cuerpo base, sobre todo las propiedades dinámicas y elásticas, y que dicho cuerpo esté protegido al mismo tiempo contra las llamas y la combustión.

35 Para lograr buenas propiedades de protección ignífuga influyendo lo mínimo posible en las propiedades del material, ha resultado ser ventajoso que se añadan como agentes retardante de llama hidróxido de magnesio (MDH), hidróxido de aluminio (ATH), trióxido de antimonio, nanoarcillas y/o borato de zinc, preferentemente una mezcla de efecto sinérgico de dos o varios de ellos. En particular, el/los agentes retardantes de llama son sólidos y están en forma de polvo o de cristales. No obstante, los agentes retardantes

40 de llama deben añadirse en grandes cantidades para obtener su eficacia y, por lo tanto, afectan de forma muy negativa a las propiedades mecánicas, p. ej. la resistencia a la tracción, el alargamiento a la rotura, la resistencia al desgarramiento progresivo y a la elasticidad, de mezclas equipadas de tal forma. Por otro lado, para lograr otras propiedades deseadas o requeridas en el revestimiento protector retardante de llama o retardante de combustión se propone que al revestimiento se le añadan otros aditivos,

45 como por ejemplo agentes de relleno o colorantes, en particular negro de carbono, agentes auxiliares de transformación, agentes de conservación o similares. En caso de uso de plastificantes, pueden aplicarse ésteres de ácido fosfórico, puesto que debido a su polaridad únicamente son compatibles de forma limitada con los cauchos no polares. La composición según la invención presenta ventajosamente las siguientes características: en

50 concreto, una dureza de entre 50 y 75, preferentemente entre 55 y 65, Shore A (DIN ISO 7619-1) y/o un alargamiento a la rotura de entre el 200 y el 600%, preferentemente entre el 350 y el 600% (DIN 53504) y/o una resistencia al desgarramiento progresivo > 7 N/mm, preferentemente > 9 N/mm (DIN ISO 34-1 B). Con esto se puede ver que, a pesar de la alta proporción de agentes retardantes de llama, se mantienen y se cumplen los valores esenciales de las propiedades dinámico-elásticas.

55 La invención se refiere además a un artículo ignífugo. Este artículo puede estar compuesto exclusivamente de la composición según la invención, por ejemplo a modo de pieza moldeada. Como alternativa, este tipo de artículo también puede contener solo parcialmente la composición según la invención, por ejemplo en forma de un revestimiento sobre un cuerpo base, por ejemplo sobre un tejido. La invención también se refiere a un elemento compuesto elástico, apropiado para la amortiguación de

60 oscilaciones o de vibraciones y para la suspensión, con un cuerpo base que está provisto al menos parcialmente o por segmentos por su superficie exterior, si procede por toda su superficie exterior, de al menos un revestimiento de la composición según la invención.

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Está previsto ventajosamente que el cuerpo base esté formado en su mayor parte de goma o caucho, por ejemplo de caucho de polibutadieno, caucho de estireno butadieno, caucho de acrilonitrilo, caucho de etileno propileno dieno, goma musgosa o mezclas de estos, preferentemente de caucho natural. Por otra parte, las propiedades elásticas o dinámicas requeridas del cuerpo base del elemento elástico se refuerzan o

5 potencian preferentemente añadiéndole adicionalmente al cuerpo base de la forma conocida sustancias de relleno o cargas reforzantes, plastificantes, aceleradores de vulcanización, agentes de reticulación, agentes de conservación o similares.

Según un perfeccionamiento preferente, está previsto que el revestimiento esté unido al cuerpo base de forma fija e inseparable, aplicándose el revestimiento sobre el cuerpo base preferentemente mediante 10 confección, extrusión, prensado, inyección y posterior coextrusión. Mediante el método mencionado, se puede preparar de forma sencilla y fiable el elemento compuesto elástico, formado por el cuerpo base y el revestimiento retardante de llama o retardante de combustión, creando la correspondiente unión segura entre el cuerpo base y el revestimiento. Además de la fabricación del elemento compuesto en un procedimiento de un solo paso, también se puede optar por procedimientos de varias fases, en particular para adaptarse tanto a

15 los materiales seleccionados para el cuerpo base como para el revestimiento. Por otro lado y teniendo en cuenta los materiales empleados, se propone preferentemente según la invención que la producción se realice a temperaturas por debajo de los 200° C, en particular entre 130 y 170 °C.

Se ha comprobado que basta con que el revestimiento presente un espesor relativamente reducido de menos de 10 mm, en particular de entre 1 y 5 mm. A pesar de esto, las propiedades retardantes de llama se 20 consiguen de forma fiable, afectando en la menor medida posible a las propiedades elásticas del cuerpo base

en caso de producirse posibles efectos negativos.

Un elemento compuesto ventajoso con un efecto negativo insignificante en las propiedades elásticas del cuerpo base se caracteriza por que el revestimiento presenta un porcentaje en peso de entre el 1 y el 20%, en particular de entre el 2 y el 16% en peso, del elemento compuesto elástico.

25 Según la invención, también puede estar previsto que el cuerpo base esté provisto de un refuerzo, por ejemplo de fibra, en particular de fibra de vidrio, fibra sintética, plástico reforzado con fibra de carbono, fibra GFK (fibra de vidrio reforzada con Kevlar), de una sustancia, de un tejido o similares. La invención se refiere además al ventajoso uso de un elemento compuesto elástico según una de las reivindicaciones anteriores [sic] como elemento de suspensión, elemento de amortiguación, junta, tubo flexible,

30 esterilla, pieza moldeada, ropa de protección, etc. o como componente de estos. El artículo también se puede utilizar ventajosamente como perfil elastomérico, en particular formado como perfil continuo, en particular para ventanas o bien como junta entre el marco y el vidrio.

Ejemplos de una composición según la invención:

35 Fórmulas a modo de ejemplo:

Ejemplo A: % en peso

Etileno vinilo acetato: 12

Caucho de etileno propileno dieno: 30

Agente retardante de llama: 55

Acelerador: 1,2

Reticulante (azufre): 0,8

Activador y agente auxiliar de transformación: 1

40 El revestimiento retardante de combustión o retardante de llama descrito en el ejemplo A muestra básicamente una fórmula cualitativa y cuantitativa para una composición ventajosa. Esta se caracteriza por sus buenas propiedades de reacción al fuego, pudiéndose conseguir en particular una reducida densidad de humo de combustión en caso de incendio. Un revestimiento de este tipo se puede emplear sobre todo en elementos o componentes elásticos, en los que por ejemplo personas quedan expuestas en caso de incendio a los gases

45 que se producen o a la formación de humo. Los siguientes ejemplos del 1 al 5 muestran fórmulas detalladas a modo de ejemplo:

Nombre comercial: Descripción Ej. 1 Ej. 2 Ej. 3 Ej. 4 Ej. 5

Vistalon 6505: EPDM, ENB: 9,2% 23 23 20 23 23

Lavapren 600: EVA con 60% en peso de contenido de acetato de vinilo 7 7 10 7 7

Magnifin H10: (difracción de láser) 50 50 50

imagen6: silanizado’ (difracción de láser) 50

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Activador: 3 2,5 2,4

Agentes auxiliares de transformación: 2 1,7 1,6

CB 4: CB 5 CB 6

55 ShA: 60 ShA 65 ShA

Caucho acrilonitrilo butadieno: 58 53 48

Negro de carbono (agente de relleno y reforzante): 20 27 34

Plastificantes: 15 12 10

Aceleradores + reticulantes (donantes de azufre): 2,50 2,50 2,50

Activador: 2,50 2,50 2,50

Agentes auxiliares de transformación: 2 3 3

CB 7

65 ShA

Caucho natural: 25

Caucho de estireno butadieno: 15

Bromobutilo: 10

Agentes de relleno: 42

Aceleradores: 1,0

Reticulantes: 1,5

Activadores: 3,50

Agentes auxiliares de transformación: 2

En las tablas de arriba, se mencionan distintos ejemplos CB 1 a CB 7 de cuerpos base 2 con distintas durezas Shore A. Con los ejemplos de ejecución según CB 1, 2 y 3 se consiguen materiales de goma de alta elasticidad 5 para su aplicación en un funcionamiento dinámico o altamente dinámico, por ejemplo para resortes primarios y secundarios, tal y como están representados a modo de ejemplo en las figs. 1, 5, 6, 12 o 15.

Los cuerpos base 2 de los elementos elásticos CB 4, 5 y 6 se caracterizan en particular por su alta capacidad de resistencia frente a impurezas externas como, por ejemplo, el aceite mineral, y se utilizan por ejemplo en relación con casquillos o cojinetes, tal y como es el caso en los ejemplos de ejecución de la fig. 7,

10 fig. 8 o fig. 11. En el ejemplo 7, se pone a disposición un cuerpo base 2 de un elemento compuesto 2 elástico con buenas propiedades de absorción de energía, empleándose dichas propiedades de material en particular para los resortes huecos mostrados en las figs. 13 y 14.

15 Proceso de fabricación de un elemento compuesto 1 según la invención:

La fabricación del elemento compuesto 1 retardante de llama y sometido a solicitación dinámica se puede realizar usando diversos métodos conocidos por el experto. El espesor de capa necesario del revestimiento 4 se puede obtener mediante calandrado o extrusión o inyección directa (moldeo por inyección) o

20 prensado (moldeo por transferencia, moldeo por compresión) sobre la subestructura o cuerpo base 2. La aplicación del revestimiento 4 se puede efectuar mediante diversos métodos de prensado:

Por un lado, a una preforma de la mezcla de caucho, hecha mediante extrusión (p. ej., Barwell) o mediante corte de tiras, se puede aplicar la mezcla de capa de protección de la composición directamente

25 de la laminadora por confección. A continuación, el producto semielaborado se puede vulcanizar conjuntamente en un proceso de moldeo por compresión.

Como alternativa, tras el correspondiente pretratamiento de la superficie, p. ej. lavado con disolventes y/o raspado y, dado el caso, revestimiento con aglutinante, un artículo prevulcanizado o vulcanizado puede ser 30 dotado por precipitación de, o recubierto por extrusión con, la composición o revestimiento 4 según la invención

aún sin vulcanizar y vulcanizar esta sobre el artículo o cuerpo base 2 a proteger.

Los productos de gran superficie, con o sin insertos que potencian la resistencia, se pueden recubrir con la mezcla ignífuga según la invención, p. ej. tiras de calandra, y vulcanizar bajo presión en prensas o autoclaves.

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Claims

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