Una composición basada en fosfato férrico obtenida al mezclar 100 fracciones de la masa de ácidoortofosfórico,

óxido de hierro(III), aluminio y agua, caracterizada por el hecho de que como fuente de aluminio seutiliza el óxido de aluminio en polvo en la cantidad de 5-10 fracciones de la masa, la cantidad de óxido de hierro noexcede de 20 fracciones de la masa, estando preferentemente en un intervalo de 10-20 fracciones de la masa, y lacantidad de agua constituye 100 fracciones de la masa, en donde al menos un nanopolvo de entre plata, cobre opedernal se añade a la mezcla en la cantidad de 0,5 fracciones de la masa.

Composición basada en fosfato férrico y su uso.

Campo técnico

La invención trata de una composición basada en fosfato, que puede utilizarse para la protección biológica y la protección contra incendios en la madera, como un desinfectante antibacteriano, así como un convertidor de óxido para la protección contra la corrosión de los metales.

Nivel técnico

Se conoce un compuesto de fósforo y el uso del mismo (documentos de patente de Estados Unidos U.S. 6350474 B1, A01N 59/00, David Dzneladze et aI., 2002) , en donde la composición del compuesto de fósforo es:

Para obtener el compuesto, se mezclan el agua, óxido de hierro y aluminio en polvo con ácido ortofosfórico, con lo cual tiene lugar una reacción exotérmica. El calor liberado es suficiente para disolver el óxido de hierro y aluminio en polvo.

El compuesto fosfórico obtenido es absolutamente inofensivo para la naturaleza. Puede utilizarse como un agente de impregnación para aumentar la resistencia al fuego de los materiales, así como para aumentar la fuerza y resistencia al calor del hormigón y la cerámica, como conservante, y como un agente inhibidor de la oxidación.

Una desventaja del compuesto es su estabilidad relativamente baja y su baja capacidad humectante, lo que impide un amplio uso del compuesto.

Se conoce también un compuesto fosfórico (Modelo de Utilidad EE 00444 U1, A01N 59/26, Gennadi Nikolaev, 2004) , que se distingue por el hecho de que, para aumentar su estabilidad y capacidad de humectación, se mezclan cantidades de ácido ortofosfórico, óxido de hierro, aluminio en polvo y agua con ratios conocidos por el documento de patente de Estados Unidos 6350474 R1 y se agregan a la mezcla de 005-0, 2 fracciones de la masa de alcohol etílico o glicerina.

Cuando se usa el compuesto obtenido como material de recubrimiento o conservante de una superficie, es una desventaja la baja resistencia al fuego de los materiales recubiertos con el compuesto, por ejemplo, madera, papel, superficies textiles y metálicas, y una protección inadecuada contra la descomposición y la humedad.

Se conoce también el Modelo de Utilidad EE 00549 U1, C09D 5/18, Gennadi Nikolaev et aI., 2005, que trata de un material de recubrimiento o conservante de una superficie con la siguiente composición:

ácido ortofosfórico 60-80 fracciones de la masa,

óxido de hierro 50-60 fracciones de la masa,

aluminio en polvo 5-10 fracciones de la masa,

agua 40-60 fracciones de la masa,

nitrato de amonio 7-10 fracciones de la masa,

sulfato de cobre 7-10 fracciones de la masa, y

pigmentos colorantes Fe2O3, TiO2, MnO2

Aunque el recubrimiento con una disolución de un compuesto fosfórico como ésta aumenta la resistencia al fuego de los materiales y disminuye los riesgos de descomposición y humedad, la protección biológica y la protección contra incendios de los materiales que contienen celulosa es insuficiente y no satisface, por ejemplo, los requerimientos de resistencia al fuego clase B-s1-d0 de las construcciones de madera, como se determina por las normas EN 13823:2002 y EN ISO 11925-2.

Puede considerarse el documento de patente de Estados Unidos U.S. 6350474 B1 por David Dzneladze mencionado previamente como una disolución conocida más próxima a este invento que trata de una composición basada en fosfato férrico, que consiste en ácido ortofosfórico, óxido de hierro (lll) , aluminio en polvo y agua y que se obtiene mezclando el agua, óxido de hierro y aluminio en polvo con el ácido ortofosfórico.

Sujeto de la invención

La tarea de esta invención es obtener una composición basada en fosfato férrico, cuyo uso aumenta sustancialmente la resistencia al fuego y la protección biológica de los materiales que contienen celulosa.

La tarea se resuelve con la composición basada en fosfato férrico para obtener la cual se mezclan 100 fracciones de la masa de ácido ortofosfórico con agua, óxido de hierro y una fuente de aluminio, usando Al2O3 en polvo en una cantidad de 5-10 fracciones de la masa como la fuente de aluminio, manteniendo de esta manera la temperatura de reacción dentro de un rango de 60-70° C. Debido a la reacción exotérmica ninguna fuente de energía adicional es necesaria para disolver los componentes. La cantidad de óxido de hierro constituye de 10-20 fracciones de la masa y la cantidad de agua 100 fracciones de la masa, por lo cual la composición se distingue por el hecho de que se añade a la mezcla al menos un nanopolvo de entre la plata, cobre o pedernal en la cantidad de 0, 5 fracciones de la masa. Debido a las proporciones de los componentes según la invención, el porcentaje relativo de óxido de aluminio aumenta, lo que mejora las propiedades del concentrado final sustancialmente, como resultado de lo cual la resistencia al fuego y la protección biológica de los materiales que contienen celulosa recubiertos con dicha composición aumentan.

La composición de fosfato férrico según la invención se forma en el transcurso de los siguientes procesos químicos.

El agua, óxido de hierro en polvo Fe2O3, y óxido de aluminio en polvo AI2O3, así como el nanopolvo de plata, cobre y pedernal se agregan al ácido ortofosfórico mientras se mezcla constantemente, manteniendo la temperatura de la reacción dentro de un rango de 60 a 70° C. La síntesis de fosfato férrico tiene lugar hasta la disolución de los óxidos metálicos a un estado coloidal, es decir, en el transcurso de la reacción se forma un líquido homogéneo sin depósitos aparentes.

La saturación del líquido con hierro, aluminio y otros óxidos tiene lugar en una reacción exotérmica, por lo tanto el proceso tecnológico no requiere ninguna introducción de electricidad o energía procedentes de fuentes externas, lo que reduce el precio de la composición.

Las proporciones de los componentes en fracciones de la masa son como sigue:

Preferentemente la reacción tiene lugar en un rango de temperatura de 60-70º·C y es controlada por las cantidades de óxido de aluminio y nanopolvos añadidos.

El producto de la reacción es el dihidrato del fosfato dihidrógeno de hierro (llI) Fe (H2PO4) 3 x 2H2O en forma de líquido.

Una de las características distinguibles de esta invención es el aumento en la cantidad de óxido de aluminio a 10 partes de la masa total. Se sabe que este componente actúa como un catalizador, modificando la velocidad de los procesos químicos y físicos hacia la dirección dada. La función principal del óxido de aluminio en el proceso basado en la invención es facilitar la formación de compuestos intermedios entre el fosfato y el hierro con mayor reactividad en el curso de la síntesis, lo que permite reducir la energía de activación y facilitar la formación de los compuestos con la estructura dada. En este caso aumenta la velocidad de la reacción de síntesis y reduce el tiempo de reparación de la composición de 4 horas a 2 horas. El aumento de la cantidad de óxido de aluminio en la composición reduce un indicador tan importante como la acidez de la mezcla final, con el valor del pH cambiando de 0, 2 a 1. Además varias propiedades de la madera mejoran como resultado del óxido de aluminio. Investigaciones del Laboratorio Central de Microbiología de Estonia y de otros laboratorios han demostrado que la adición de óxido de aluminio a una composición aumenta sus propiedades antisépticas, desinfectantes y fungicidas y aumenta la resistencia al fuego de los materiales recubiertos con el compuesto y la protección a la biodegradación.

Otra característica distinguible de la invención es la adición de componentes como nanopolvos, tales como Ag, Cu y pedernal, como resultado de lo cual las propiedades bactericidas de la composición y la resistencia de la capa aplicada aumentan.

Cuando se prepara la composición, preferiblemente se utiliza ácido... [Seguir leyendo]

1. Una composición basada en fosfato férrico obtenida al mezclar 100 fracciones de la masa de ácido ortofosfórico, óxido de hierro (III) , aluminio y agua, caracterizada por el hecho de que como fuente de aluminio se utiliza el óxido de aluminio en polvo en la cantidad de 5-10 fracciones de la masa, la cantidad de óxido de hierro no excede de 20 fracciones de la masa, estando preferentemente en un intervalo de 10-20 fracciones de la masa, y la cantidad de agua constituye 100 fracciones de la masa, en donde al menos un nanopolvo de entre plata, cobre o pedernal se añade a la mezcla en la cantidad de 0, 5 fracciones de la masa.

2. La composición según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que la reacción se realiza dentro de un intervalo de temperatura d.

6. 70° C y es controlada por las cantidades de óxido de aluminio y nanopolvos añadidas.

3. La composición según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que se emplea el ácido ortofosfórico del 85%.

4. La composición según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que los tamaños de las partículas de los nanopolvos son d.

5. 100 nanómetros.

5. La composición según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el principal componente es el dihidrato del fosfato dihidrógeno de hierro (III) y el otro componente es el dihidrato del fosfato dihidrógeno de aluminio (III) .

6. El uso de la composición según la reivindicación 1, como un agente para protección del fuego en la madera y otros materiales que contienen celulosa.

7. El uso de la composición según la reivindicación 1, para la protección biológica de la madera contra la descomposición y putrefacción.

8. El uso de la composición según la reivindicación 1, como un agente desinfectante antibacteriano.

9. El uso de la composición según la reivindicación 1, como un convertidor de la oxidación y un agente de protección de la corrosión de los metales.

10. El uso de la composición según la reivindicación 1, como un modificador por medio de su incorporación en una reacción química con la celulosa.