Composiciones igniretardantes con corrosividad de aluminio reducida.

Una composición igniretardante de corrosión inhibida que comprende:

al menos un igniretardante que comprende un polifosfato amónico;

al menos un biopolímero que tiene un diámetro de partícula promedio en peso menor de 10 μm

(micrómetros); y un sistema inhibidor de la corrosión que comprende al menos un compuesto inhibidor de la corrosión seleccionado entre el grupo de consiste en azoles, pirofosfato férrico, oxalato ferroso, citrato férrico, sulfato ferroso, citrato amónico férrico, ortofosfato férrico, oxalato amónico férrico, sulfato amónico férrico, bromuro férrico, oxalato férrico sódico, estearato férrico, sulfato férrico, acetato ferroso, sulfato amónico ferroso, bromuro ferroso, gluconato ferroso, yoduro ferroso, acetato férrico, fluoroborato férrico, hidróxido férrico, oleato férrico, fumarato ferroso, óxido ferroso, lactato férrico, resinato férrico, y cualquier combinación de los mismos;

en la que dicho sistema inhibidor de la corrosión está presente en una cantidad minoritaria de un 0,01 % en peso a un 10 % en peso de dicha composición igniretardante para reducir la corrosividad de la composición igniretardante.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2001/032283.

Solicitante: ICL PERFORMANCE PRODUCTS LP.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 622 Emerson Road, Suite 500 St. Louis, MO 63141-1160 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: VANDERSALL,HOWARD L..

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES;... > SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO... > Sustancias ignífugas > C09K21/14 (Sustancias macromoleculares)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > SALVAMENTO; LUCHA CONTRA INCENDIOS > MEDIOS QUIMICOS PARA APAGAR LOS INCENDIOS; PROCEDIMIENTOS... > A62D1/00 (Composiciones para apagar los incendios; Empleo de productos químicos para apagar los incendios)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > LEVANTAMIENTO NO MECANICO DE MATERIAL METALICO DE... > C23F11/00 (Inhibición de la corrosión de materiales metálicos por aplicación de inhibidores a la superficie en peligro de corrosión, o adición de los mismos al agente corrosivo)

PDF original: ES-2540084_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Composiciones igniretardantes con corrosividad de aluminio reducida Campo de la invención La presente invención se refiere a composiciones igniretardantes de corrosión inhibida. Más específicamente, la invención se refiere a composiciones que comprenden concentrados de polifosfato amónico y otras soluciones que contienen compuestos de hierro suspendidos y/o solubles y al menos un biopolímero.

Antecedentes La aplicación aérea de composiciones igniretardantes para combatir la propagación de incendios de terreno forestal es habitual. La composición de los concentrados igniretardantes diseñados para manejar y controlar los incendios de terreno forestal es de dos tipos generales, los que, cuando se mezclan o diluyen con agua hasta una concentración de uso final, dan como resultado una solución espesada de goma, y los que no contienen un espesante de goma y, por lo tanto, dan como resultado soluciones de tipo acuoso, que no se modifican reológicamente. Estas soluciones igniretardantes de tipo acuoso exhiben características de goteo inferiores. La primera se puede suministrar en forma de polvos secos o en forma de suspensiones o pastas denominadas generalmente fluidos. Los concentrados que dan como resultado suspensiones de tipo acuoso cuando se diluyen con agua pueden contener también componentes suspendidos, pero se denominan generalmente concentrados líquidos. Algunos prefieren los concentrados igniretardantes que se suministran como fluidos o líquidos debido a que se pueden diluir sencilla y fácilmente hasta la concentración de uso final con poco material de mezcla y mano de obra.

Los líquidos de polifosfato amónico se han usado como igniretardantes aplicados de forma aérea. Estos líquidos tienen ciertas ventajas en comparación con otras composiciones supresoras de incendios dado que se pueden transportar y almacenar antes de su uso en forma líquida en lugar de mezclarse a partir de ingredientes secos. Sin embargo, los igniretardantes líquidos concentrados y las soluciones preparadas a partir de los mismos son extremadamente corrosivos para el aluminio y latón y moderadamente corrosivas para otros materiales de construcción usados en los equipos de manipulación, almacenamiento y aplicación. Como se usa en el presente documento, todos los metales incluyen las aleaciones de los mismos. Por lo tanto, el aluminio incluye aluminio 2024T3, 6061 y 7074, y el acero incluye acero 1010 y 4130 y el latón incluye latón amarillo y naval. Dado que los igniretardantes de terreno forestal se transportan principalmente para el fuego y se aplican de forma aérea, es imperativo que se minimice el daño corrosivo a los materiales de construcción de aeronaves de alas fijas y helicópteros.

Por lo tanto, el Servicio Forestal del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos ("USDA") ha establecido, en las "Especificación 5100-304b (enero 2000) que sustituye a la Especificación 5100-00304a (febrero 1986) ", titulada "Especificación para aplicación terrestre o en aeronaves en incendios de terreno forestal de retardantes a largo plazo" (en lo sucesivo en el presente documento, "Especificaciones del Servicio Forestal") , las tasas de corrosión máximas admisibles para aluminio 2024T3, acero 4130, latón amarillo y magnesio Az-31-B. Por ejemplo, la corrosividad de los retardantes de incendios forestales, en concentrado frente a aluminio, acero y latón amarillo no debe exceder de 0, 127 mm (milímetros) por año según se determina mediante el ensayo de "Corrosión Uniforme" expuesto en la Sección 4.3.5.1 de las Especificaciones del Servicio Forestal del USDA mencionadas anteriormente. Si el producto se aplica desde helicópteros equipados con tanque fijo, la corrosividad de los igniretardantes frente al magnesio no debe exceder de 0, 127 mm por año. Las Especificaciones del Servicio Forestal identifican la cantidad de corrosión máxima aceptable cuando tanto el concentrado igniretardante como sus soluciones diluidas se exponen a cada metal indicado anteriormente a temperaturas de 21 ºC y 49 ºC en configuraciones tanto total como parcialmente sumergidas. La corrosividad máxima admisible de las soluciones diluidas de igniretardante aplicadas de forma aérea frente al aluminio es 0, 0508 mm por año ("mmpy") , y la corrosividad máxima frente al latón y acero es 0, 127 mm por año cuando están parcialmente sumergidos, y 0, 0508 mm por año cuando se someten a ensayo en condiciones parcialmente sumergidas. En la configuración parcialmente sumergida, una mitad de la muestra está dentro de la solución y la otra mitad se expone a los vapores en el espacio de aire sobre la solución.

En un esfuerzo por abordar los problemas de corrosividad encontrados en el uso de polifosfatos amónicos de calidad fertilizante, se incorporó ferrocianuro sódico a las composiciones corrosivas. El ferrocianuro sódico ha probado ser un inhibidor de la corrosión eficaz en las composiciones igniretardantes que contienen soluciones fertilizantes de polifosfato amónico. Sin embargo, aunque el ferrocianuro sódico es eficaz como inhibidor de la corrosión, varias desventajas de su uso hacen indeseable su incorporación a las composiciones retardadoras de incendios de terreno forestal. Específicamente, la seguridad medioambiental y toxicológica de ferrocianuros y ferricianuros es, cuanto menos, cuestionable. Cuando se exponen a condiciones ácidas y/o radiación ultravioleta de la luz solar natural, los radicales ferrocianuro y ferricianuro se degradan fácilmente liberando hierro libre y cianuro y/o cianuro de hidrógeno, que son tóxicos para seres humanos, animales y vida acuática. Además, el hierro libre que emana de la descomposición de una parte de los radicales ferrocianuro y ferricianuro, o que se introduce desde otros componentes o impurezas en la composición, reacciona posteriormente con el ferrocianuro y el ferricianuro no descompuestos remanentes para formar ferricianuro ferroso ("Azul de Turnbull") o ferrocianuro férrico ("Azul de Prusia") , que emiten una coloración persistente azul-negro o añil-azul, tiñendo todo aquello con lo que entran en

contacto. Por lo tanto, no se puede usar ferricianuro ni ferrocianuro en igniretardantes que se espera que se desvanezcan y se vuelvan invisibles a lo largo del tiempo, por ejemplo, en composiciones retardantes pasajeras.

La magnitud de las preocupaciones anteriores aumentan dado que los igniretardantes de terreno forestal se aplican generalmente de forma aérea de una forma menos que completamente controlada. Debido a la presencia de variables tales como la cobertura vegetal, el humo o la deriva del viento que producen un impacto en la trayectoria de la solución en caída libre, las soluciones igniretardantes de terreno forestal aplicadas de forma aérea pueden caer sobre o acerca de personas, animales y en cuerpos de agua, o en suelos donde podrían entrar en el suministro de agua.

Además, las propiedades reológicas de las soluciones igniretardantes de terreno forestal durante períodos de cizalladura extrema o relajada, y su elasticidad se reconocen como propiedades importantes. Las propiedades reológicas de las soluciones retardantes de incendios forestales y de terrenos de maleza son importantes debido a que afectan significativamente el rendimiento del retardante durante y después de la descarga aérea y la posterior distribución en la escalera combustible. El grado de dispersión, integridad de la nube retardante, magnitud de la deriva inducida por el viento, así como la continuidad de la cobertura, retención y penetración del complejo combustible se encuentran entre las características relacionadas con el rendimiento impactadas. Las soluciones igniretardantes, que exhiben un aumento en las propiedades elásticas y de viscosidad, son más deseadas debido a que se ven menos afectadas por las fuerzas extremas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una composición igniretardante de corrosión inhibida que comprende:

al menos un igniretardante que comprende un polifosfato amónico; al menos un biopolímero que tiene un diámetro de partícula promedio en peso menor de 10 µm (micrómetros) ; y un sistema inhibidor de la corrosión que comprende al menos un compuesto inhibidor de la corrosión seleccionado entre el grupo de consiste en azoles, pirofosfato férrico, oxalato ferroso, citrato férrico, sulfato ferroso, citrato amónico férrico, ortofosfato férrico, oxalato amónico férrico, sulfato amónico férrico, bromuro férrico, oxalato férrico sódico, estearato férrico, sulfato férrico, acetato ferroso, sulfato amónico ferroso, bromuro ferroso, gluconato ferroso, yoduro ferroso, acetato férrico, fluoroborato férrico, hidróxido férrico, oleato férrico, fumarato ferroso, óxido ferroso, lactato férrico, resinato férrico, y cualquier combinación de los mismos; en la que dicho sistema inhibidor de la corrosión está presente en una cantidad minoritaria de un 0, 01 % en peso a un 10 % en peso de dicha composición igniretardante para reducir la corrosividad de la composición igniretardante.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que dichos azoles son seleccionados entre el grupo que consiste en tolitriazol, benzotriazol, mercaptobenzotiazol, dimercaptotiadiazol, 1, 2 benzoisotiazolina-3-1, 2-benzoimidazolona, 4, 5, 6, 7-tetrahidrobenzotriazol, tolilimidazol, 2- (5-etil-2-piridil) benzoimidazol, ftalimida, cualquier sal de metal alcalino de los mismos y combinaciones de los mismos.

3. La composición de cualquier reivindicación precedente, que comprende además al menos un aditivo seleccionado entre el grupo que consiste en agentes de suspensión, agentes de coloración pasajera, agentes de coloración no pasajera, tensioactivos, estabilizantes, inhibidores de la corrosión, pigmentos opacificantes y cualquier combinación de los mismos.

4. La composición de la reivindicación 3, en la que dicha composición comprende además un agente de coloración seleccionado entre el grupo que consiste en agentes de coloración pasajera, pigmentos opacificantes y pigmentos altamente coloreados.

5. La composición de la reivindicación 3 o la reivindicación 4, en la que dichos agentes de suspensión son seleccionados entre el grupo que consiste en arcilla de atapulgita, sepiolita, tierra de Fuller, montmorillonita, y arcilla de caolín.

6. La composición de cualquier reivindicación precedente, en la que dicho sistema inhibidor de la corrosión comprende al menos un compuesto inhibidor de la corrosión soluble en agua y al menos un compuesto inhibidor de la corrosión insoluble en agua.

7. La composición de cualquier reivindicación precedente, en la que dicho al menos un compuesto inhibidor de la corrosión es al menos un azol y dicho al menos un compuesto inhibidor de la corrosión es al menos tolitriazol en una concentración de un 0, 01 % a un 1, 0 % en peso de la composición igniretardante de corrosión inhibida.

8. La composición de cualquier reivindicación precedente, que comprende además agua.

9. La composición de la reivindicación 1, en la que dicho sistema inhibidor de la corrosión constituye de un 0, 30 % en peso a un 6, 0 % en peso de dicha composición igniretardante de corrosión inhibida, o constituye de un 0, 6 % en peso a un 5, 0 % en peso de dicha composición igniretardante de corrosión inhibida.

10. La composición de cualquier reivindicación precedente, que comprende de un 0, 01 % en peso a un 5, 0 % en peso de dicho al menos un biopolímero.

11. La composición de cualquier reivindicación precedente, que comprende un 1, 0 % en peso de dicho al menos un biopolímero.

12. La composición de cualquier reivindicación precedente, que comprende además un biopolímero de guar además de dicho al menos un biopolímero.

13. La composición de cualquier reivindicación precedente, en la que dicho al menos un biopolímero es seleccionado entre el grupo que consiste en biopolímeros de ramsano, xantano y welano.

14. La composición de la reivindicación 13, en la que dicho al menos un biopolímero es al menos un biopolímero de xantano que constituye un 1 % en peso de dicha composición igniretardante de corrosión inhibida.

15. La composición de cualquier reivindicación precedente, que comprende de un 2 % en peso a un 3 % en peso de pirofosfato férrico.

16. La composición de cualquier reivindicación precedente, que comprende de un 1 % en peso a un 2 % en peso de óxido de hierro, de un 2 % en peso a un 3 % en peso de pirofosfato férrico, un 1 % en peso de biopolímero de xantano, de un 1 % en peso a un 2 % en peso de arcilla atapulgita, y de un 0, 01 % en peso a un 1 % en peso de

tolitriazol.

17. Un procedimiento de preparación de una composición igniretardante de corrosión inhibida, adaptada para aplicación aérea a incendios de terreno forestal, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

(a) formar una composición de concentrado intermedio que comprende:

(i) una composición igniretardante que comprende un polifosfato amónico;

(ii) un sistema inhibidor de la corrosión que comprende al menos un compuesto inhibidor de la corrosión seleccionado entre el grupo que consiste en azoles, pirofosfato férrico, oxalato ferroso, citrato férrico, sulfato ferroso, citrato amónico férrico, ortofosfato férrico, oxalato amónico férrico, sulfato amónico férrico, bromuro férrico, oxalato férrico sódico, estearato férrico, sulfato férrico, acetato ferroso, sulfato amónico ferroso, bromuro ferroso, gluconato ferroso, yoduro ferroso, acetato férrico, fluoroborato férrico, hidróxido férrico, oleato férrico, fumarato ferroso, óxido ferroso, lactato férrico, resinato férrico, y cualquier combinación de los mismos; y

(iii) al menos un biopolímero que tiene un diámetro de partícula promedio en peso menor de 100 µm (micrómetros) ; en la que dicho sistema inhibidor de la corrosión está presente en una cantidad de un 0, 01 % en peso a un 10 % en peso de dicha composición igniretardante para reducir la corrosividad de dicha composición igniretardante; y

(b) diluir dicho concentrado intermedio con agua para formar dicha composición igniretardante de corrosión inhibida.

18. Procedimiento para suprimir incendios de terreno forestal que comprende aplicar de forma aérea a la vegetación del terreno forestal una composición supresora de fuego que comprende:

agua; y una composición igniretardante de corrosión inhibida que comprende:

al menos un igniretardante que comprende un polifosfato amónico; al menos un biopolímero que tiene un diámetro de partícula promedio en peso de menos de 100 µm (micrómetros) y un sistema inhibidor de la corrosión que comprende al menos un compuesto inhibidor de la corrosión seleccionado entre el grupo que consiste en azoles, pirofosfato férrico, oxalato ferroso, citrato férrico, sulfato ferroso, citrato amónico férrico, ortofosfato férrico, oxalato amónico férrico, sulfato amónico férrico, bromuro férrico, oxalato férrico sódico, estearato férrico, sulfato férrico, acetato ferroso, sulfato amónico ferroso, bromuro ferroso, gluconato ferroso, yoduro ferroso, acetato férrico, fluoroborato férrico, hidróxido férrico, oleato férrico, fumarato ferroso, óxido ferroso, lactato férrico, resinato férrico, y cualquier combinación de los mismos;

en el que dicho sistema inhibidor de la corrosión está presente en una cantidad de un 0, 01 % en peso a un 10 % en peso de dicha composición igniretardante para reducir la corrosividad de dicha composición igniretardante.

19. Un procedimiento para inhibir la corrosión que comprende:

proporcionar un material corrosible; y poner en contacto dicho material corrosible con una composición para inhibir la corrosión que comprende al menos un biopolímero que tiene un diámetro de partícula promedio en peso menor de 100 µm (micrómetros) y una cantidad de un sistema inhibidor de la corrosión de un 0, 01 % en peso a un 10 % en peso de la composición para inhibir la corrosión, comprendiendo el sistema inhibidor de la corrosión al menos un compuesto inhibidor de la corrosión seleccionado entre el grupo que consiste en azoles, pirofosfato férrico, oxalato ferroso, citrato férrico, sulfato ferroso, citrato amónico férrico, ortofosfato férrico, oxalato amónico férrico, sulfato amónico férrico, bromuro férrico, oxalato férrico sódico, estearato férrico, sulfato férrico, acetato ferroso, sulfato amónico ferroso, bromuro ferroso, gluconato ferroso, yoduro ferroso, acetato férrico, fluoroborato férrico, hidróxido férrico, oleato férrico, fumarato ferroso, óxido ferroso, lactato férrico, resinato férrico y cualquier combinación de los mismos.

20. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en el que dichos azoles son seleccionados entre el grupo que consiste en tolitriazol, benzotriazol, mercaptobenzotiazol, dimercaptotiadiazol, 1, 2 benzoisotiazolina-3-1, 2-benzoimidazolona, 4, 5, 6, 7-tetrahidrobenzotriazol, tolilimidazol, 2- (5-etil-2-piridil) benzoimidazol, ftalimida, cualquier sal de metal alcalino de los mismos y combinaciones de los mismos.

21. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, en el que dicho sistema inhibidor de la corrosión comprende al menos un compuesto inhibidor de la corrosión soluble en agua y al menos un compuesto inhibidor de la corrosión insoluble en agua.

22. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 21, en el que dicho sistema inhibidor de la corrosión comprende además al menos un aditivo seleccionado entre el grupo que consiste en agentes de suspensión,

agentes de coloración, pigmentos opacificantes, tensioactivos, estabilizantes, inhibidores de la corrosión, y cualquier combinación de los mismos.

23. El procedimiento de la reivindicación 22, en el que dicho sistema inhibidor de la corrosión comprende además un agente de coloración seleccionado entre el grupo que consiste en agentes de coloración pasajera, pigmentos opacificantes, y pigmentos altamente coloreados.

24. El procedimiento de la reivindicación 22 o la reivindicación 23, en el que dichos agentes de suspensión son seleccionados entre el grupo que consiste en arcilla de atapulgita, tierra de Fuller, montmorillonita, sepiolita y arcilla de caolín.

25. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 24, en el que dicho al menos un biopolímero está presente en dicha composición para inhibir la corrosión o en dicha composición igniretardante en una concentración de un 0, 01 % en peso a un 5, 0 % en peso de dicho biopolímero.

26. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 25, en el que dicho al menos un biopolímero es seleccionado entre el grupo que consiste en biopolímeros de xantano, ramsano y welano

27. El procedimiento de la reivindicación 26, en el que dicho al menos un biopolímero es un biopolímero de xantano y está presente en dicha composición para inhibir la corrosión o en dicha composición igniretardante en una concentración de un 1, 0 % en peso.

28. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 27, en el que dicha composición igniretardante de corrosión inhibida o dicha composición para inhibir la corrosión comprende de un 2 % en peso a un 3 % en peso de pirofosfato férrico.

29. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 28, en el que dicha composición igniretardante de corrosión inhibida o dicha composición para inhibir la corrosión comprende de un 1 % en peso a un 2 % en peso de óxido de hierro, de un 2 % en peso a un 3 % en peso de pirofosfato férrico, un 1 % en peso de biopolímero de xantano, de un 1 % en peso a un 2 % en peso de arcilla de atapulgita, y de un 0, 01 % en peso a un 1 % en peso tolitriazol.

30. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 17, 18, o 20 a 29, en el que dicha composición igniretardante comprende además al menos un biopolímero de guar además de dicho al menos un biopolímero.

31. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 17, 18, 20 a 29, o 30, en el que dicho sistema inhibidor de la corrosión constituye de un 0, 30 % en peso a un 6, 0 % en peso de dicha composición igniretardante de corrosión inhibida.

32. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 19 o 20 a 29, en el que dicho material corrosible es seleccionado entre el grupo que consiste en acero, latón y aluminio.

33. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 19, 20 a 29, o 32, en el que dicho sistema inhibidor de la corrosión comprende además agua.

34. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 19, 20 a 29, 32 o 33, mediante el que no se pone en contacto goma de guar con dicho material corrosible.

35. El procedimiento de inhibición de la corrosión de la reivindicación 19, que comprende:

proporcionar un material corrosible, y poner en contacto dicho material corrosible con una composición para inhibir la corrosión que comprende de un 0, 01 % en peso a un 5, 0 % en peso de al menos una goma de xantano que tiene un diámetro de partícula promedio en peso menor de 100 µm (micrómetros) y una cantidad de un sistema inhibidor de la corrosión que comprende pirofosfato férrico que es de un 0, 01 % en peso a un 10 % en peso de la composición para inhibir la corrosión.