ACABADO IGNÍFUGO PARA ELEMENTOS QUE CONTIENEN MATERIALES ORGÁNICOS PARA EL ALMACENAMIENTO DE CALOR LATENTE.

Utilización de material de revestimiento intumescente para el acabado ignífugo de elementos formados por materiales de construcción aglutinantes que contienen material orgánico microencapsulado para el almacenamiento de calor latente

Acabado ignífugo para elementos que contienen materiales orgánicos para el almacenamiento de calor latente La presente invención describe la utilización de materiales de revestimiento intumescentes para el acabado ignífugo de elementos formados por materiales de construcción aglutinantes que contienen material orgánico microencapsulado para el almacenamiento de calor latente, así como elementos con un acabado ignífugo de materiales de construcción aglutinantes que contienen material orgánico microencapsulado para el almacenamiento de calor latente. Un importante objeto de investigación para la reducción de la necesidad de energía y el aprovechamiento de la energía calórica presente son los materiales de almacenamiento de calor latente. Cuentan con múltiples aplicaciones, por ejemplo, como almacenamiento de calor en materiales aislantes o materiales de construcción, así como en textiles. Su modo de funcionamiento se basa en la presencia de una entalpía de conversión sólido/líquido que significa una absorción de energía o liberación de energía al entorno. De este modo pueden ser utilizados, por un lado, para la regulación de la temperatura en un rango determinado de temperatura y, por otro lado, provocar en una disposición adecuada una mejora del aislamiento térmico. La memoria JP 2002 114560 presenta materiales de construcción a base de yeso que contienen material microencapsulado para el almacenamiento de calor latente. Sin embargo, a menudo los materiales para el almacenamiento de calor latente son parafinas combustibles. Dicha combustibilidad no es tolerable en las áreas de aplicación, ya que provoca una elevada combustibilidad de los elementos que contienen materiales para el almacenamiento de calor latente. Como ejemplo mencionaremos materiales de construcción, ya que en la construcción existen en general elevados requisitos de protección contra incendios. Existen las más diversas pruebas de hacer microcápsulas resistentes al fuego. La memoria US 5 435 376 describe material microencapsulado no combustible para el almacenamiento de calor latente, pero en general el calor almacenado en dicho material para el almacenamiento de calor latente es muy reducido. La memoria presenta, asimismo, mezclas de materiales para el almacenamiento de calor latente y agentes ignífugos como núcleo de la cápsula para textiles, calzado y aislamiento para la construcción. Dicha adición de agentes ignífugos no una mejora de los valores de combustión o es muy reducida. La memoria DE 197 49 731 presenta material microencapsulado para el almacenamiento de calor latente así como su utilización en materiales de construcción como yeso u hormigón. A los hidrocarburos utilizados como material nuclear se les pueden agregar agentes ignífugos. La memoria DE 199 54 772 presenta material microencapsulado para el almacenamiento de calor con un revestimiento de la cápsula de polímeros de polímeros orgánicos de silicio con una carga de incendios reducida. Las memorias US 6 099 894, US 6 171 647 y 6 270 836 describen un revestimiento en gel de óxido de metal de microcápsulas que provoca una protección mejorada contra incendios. Una protección mejorada contra incendios de las microcápsulas en sí es de poca utilidad en los casos en que las cápsulas son procesadas con otros materiales. Se pudo observar que en el caso de combustión de elementos que contienen microcápsulas los agentes ignífugos como aditivo de los materiales para el almacenamiento de calor latente o el revestimiento de cápsulas de protección tiene una influencia muy reducida. La memoria US 6 197 415 comprende la protección contra incendios de elementos de polímeros o de tejidos espumados a través de un revestimiento en gel. Además, postula que los materiales básicos a proteger pueden contener otros componentes también combustibles, como material microencapsulado para el almacenamiento de calor latente que también son protegidos por un revestimiento en gel. Los materiales de revestimiento intumescentes se conocen como acabados ignífugos para la construcción con acero, techos, paredes, maderas y cables. Su efecto se basa en la formación de una capa hinchada aislante que se obtiene bajo efecto del calor, formada por material de baja combustión, que protege el sustrato del contacto con oxígeno y/o del sobrecalentamiento y, de ese modo impide o retarda la combustión de sustratos combustibles. Los sistemas convencionales consisten en una sustancia aglutinante filmógena, un agente de formación de estructura carbónica, un agente de expansión y un acidificante como componentes fundamentales. 2 ES 2 367 425 T3 Los materiales de revestimiento intumescentes con una composición especial se describen, por ejemplo, en las memorias DE-A-199 09 387 y WO 99/27021. La presente invención tenía como objetivo una protección mejorada para elementos que contienen material orgánico microencapsulado para el almacenamiento de calor latente. Acorde a ello, el objeto se alcanzó gracias a la utilización de materiales de revestimiento intumescentes para el acabado ignífugo de elementos formados por materiales de construcción aglutinantes que contienen material orgánico microencapsulado para el almacenamiento de calor latente. Los materiales de revestimiento intumescentes contienen diferentes componentes activos que se liberan y un gas y lo carbonizan al aumentar la temperatura en el caso de incendio. El gas liberado produce un espumado del revestimiento hasta alcanzar un volumen de hasta 80 veces su dimensión original. La estructura que contiene carbono es una barrera térmica y sólo arde a temperaturas por encima de los 700 °C. Numerosas formulac iones intumescentes se conocen por el "Fire Retardants Formulations Handbook" (Manual de formulaciones de retardo de fuego (autor: Vijay Mohan Bhatnagar, 1972). El material de revestimiento intumescente contiene, en general, agentes formadores de estructura carbónica, acidificantes, agentes de expansión, sustancias aglutinantes filmógenas y, eventualmente, coadyuvantes y aditivos usuales. El mecanismo activo de sistemas intumescentes bajo efecto del calor puede ser descrito de manera simplificada del siguiente modo: 1. A una temperatura por encima de los 70 °C se rebl andece el sistema aglutinante hasta ser una masa fundida de elevada viscosidad. 2. por encima de los 90 °C se inicia la descomposic ión de agentes de expansión y ablandantes, liberando gases no combustibles que forman una capa de gas inerte sobre el revestimiento e impiden que se quemen los componentes orgánicos combustibles del revestimiento. 3. El acidificante libera amoníaco a, aproximadamente, más de 150 °C, con lo cual queda un ácido libre que reduce la viscosidad de la masa fundida. 4. El agente de formación de estructura carbónica se funde y reacciona con el ácido liberado en el punto 3, perdiendo agua y bajo carbonización. 5. El agente de expansión se precipita al aumentar los gases inertes y la masa fundida se hincha y se convierte en una espuma blanda. A temperaturas de alrededor de 210 °C las reacciones 3, 4 y 5 se desarrollan simult áneamente. 6. A través de la descomposición parcial la espuma blanda se convierte en una capa relativamente sólida. 7. El ácido aún presente reacciona con un material de pigmento (óxidos de metal) presente, formando fosfatos. 8. La capa de protección que contiene carbono es parcialmente desgastada, lo cual reduce el efecto aislante. El fósforo también puede escapar del sistema en el caso de que no se cuente con óxidos de metal para una reacción inicial (7). 9. Según la composición del material restante se pueden iniciar transiciones de fase o un fundido. Los agentes de formación de estructuras son compuestos que junto con el ácido liberado por los acidificantes es descompuesto en carbono (carbonización). Dichos compuestos son, por ejemplo, hidratos de carbono, como mono, di y tripentaeritrito, policondensados del pentaeritrito, azúcar, almidón y derivados del almidón. Los acidificantes son compuestos con una elevada proporción de fósforo que liberan ácido fosfórico al calor. Dichos compuestos son, por ejemplo, polifosfatos de amonio, fosfato de urea y fosfato de diamonio. Se prefieren los polifosfatos, ya que cuentan con una proporción mayor de fósforo activo. Los agentes de expansión, sustancias espumantes, no liberan gas en la descomposición. Los agentes de expansión son, por ejemplo, parafina clorada o compuestos que contienen nitrógeno, como ureas, dicianamida, guanidina o melamina cristalina. Es ventajoso utilizar agentes de expansión de diferentes temperaturas de descomposición, para prolongar el lapso de tiempo de liberación de gas y aumentar de ese modo la altura de la espuma. 3 ES 2 367 425 T3 Son adecuados, además, los componentes que en su efecto no se limitan a una sola función, como el polifosfato de melamina, que actúa como... [Seguir leyendo]

1. Utilización de material de revestimiento intumescente para el acabado ignífugo de elementos formados por materiales de construcción aglutinantes que contienen material orgánico microencapsulado para el almacenamiento de calor latente. 5 2. Utilización acorde a la reivindicación 1, caracterizada porque el material de revestimiento contiene agentes de formación de estructura carbónica, acidificantes, agentes de expansión y sustancias aglutinantes filmógenas. 3. Utilización acorde a una de las reivindicaciones 1 a 2, para el acabado de elementos que contienen yeso. 4. Utilización acorde a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los materiales para el almacenamiento de calor latente consisten esencialmente en n-alcanos. 10 5. Utilización acorde a una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los materiales microencapsulados para el almacenamiento de calor latente poseen paredes de cápsulas de polímeros a base de uno o múltiples alquilésteres C1-C24 de ácido acrílico y/o metacrílico. 6. Elementos ignífugos con un acabado de un material de revestimiento intumescente formados por materiales de construcción aglutinantes que contienen material orgánico microencapsulado para el almacenamiento de calor 15 latente, acordes a las reivindicaciones 1 a 5. ES 2 367 425 T3 11