COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO INTUMESCENTES.

Una composición líquida de recubrimiento intumescente que comprende un sistema de resina que incluye al menos un componente polimérico,

al menos un componente monomérico etilenicamente insaturado y al menos un ingrediente intumescente, siendo la composición de recubrimiento curable en un estado sólido mediante polimerización por radicales libres.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2004/002716.

Solicitante: W. & J. LEIGH & CO.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: TOWER WORKS, KESTOR STREET BOLTON BL2 2AL REINO UNIDO.

Inventor/es: ALLEN, WILLIAM, GREEN,JOHN DARRYL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C09D5/18 QUIMICA; METALURGIA.C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09D COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS, BARNICES, LACAS; EMPLASTES; PRODUCTOS QUIMICOS PARA LEVANTAR LA PINTURA O LA TINTA; TINTAS; CORRECTORES LIQUIDOS; COLORANTES PARA MADERA; PRODUCTOS SOLIDOS O PASTOSOS PARA ILUMINACION O IMPRESION; EMPLEO DE MATERIALES PARA ESTE EFECTO (cosméticos A61K; procedimientos para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a las superficies, en general B05D; coloración de madera B27K 5/02; vidriados o esmaltes vitreos C03C; resinas naturales, pulimento francés, aceites secantes, secantes, trementina, per se , C09F; composiciones de productos para pulir distintos del pulimento francés, cera para esquíes C09G; adhesivos o empleo de materiales como adhesivos C09J; materiales para sellar o guarnecer juntas o cubiertas C09K 3/10; materiales para detener las fugas C09K 3/12; procedimientos para la preparación electrolítica o electroforética de revestimientos C25D). › C09D 5/00 Composiciones de revestimiento, p. ej. pinturas, barnices o lacas, caracterizados por su naturaleza física o por los efectos que producen; Emplastes. › Pinturas ignífugas.

PDF original: ES-2282877_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Composiciones de recubrimiento intumescente.

La presente invención se refiere a composiciones líquidas de recubrimiento intumescente que tienen una aplicación particular, pero no exclusiva, en la protección de estructuras de acero en una situación de incendio.

Las composiciones de recubrimiento intumescente se utilizan comúnmente para proteger los componentes estructurales de acero en los edificios contra los efectos de las condiciones celulósicas de incendio. Contienen un sistema de resina pigmentado con varios ingredientes intumescentes que bajo la influencia del calor, reaccionan conjuntamente para producir una espuma aislante o residuo de carbón, con una conductividad térmica baja, que tiene un volumen muchas veces el volumen del recubrimiento original. Este carbón reduce mucho la velocidad de calentamiento experimentada por el acero, ampliando por lo tanto el tiempo antes de que el acero pierda su integridad y el edificio se derrumbe, permitiendo por este medio un tiempo adicional para una evacuación segura.

Durante una situación de incendio, una estructura de acero se recalentará, dependiendo la velocidad de calentamiento de las dimensiones específicas de los perfiles de acero utilizados en la estructura. La velocidad de calentamiento depende del valor Hp/A de la sección, donde Hp es el perímetro del acero cuando se mira transversalmente, y A es la zona transversal.

Un perfil de acero con un perímetro grande (Hp) recibirá más calor que uno con un perímetro pequeño. Por otra parte, cuanto más grande es la zona transversal (A), más calor puede absorber el perfil de acero. Por lo tanto, un perfil grande fino de acero que tenga un alto valor Hp/A se recalentará más rápidamente que un perfil pequeño grueso que tenga un valor Hp/A más bajo.

El espesor del recubrimiento que se aplica depende del valor Hp/A del acero, de su configuración y del nivel de protección contra incendio necesaria. Lo último se especifica típicamente de 30 minutos a 120 minutos, siendo éste el tiempo tomado para que el acero alcance su temperatura crítica de rotura (550ºC) en condiciones estándar de prueba.

Típicamente el espesor de la película seca del recubrimiento intumescente aplicado varía desde 250 μm hasta varios milímetros, dependiendo del nivel de protección contra incendio necesaria. Con los recubrimientos intumescentes basados en disolvente o basados en agua del arte anterior, los espesores más altos de película seca sólo pueden conseguirse mediante la aplicación de múltiples capas.

Los recubrimientos intumescentes del arte anterior concebidos para la protección celulósica contra incendio tienden a basarse en resinas termoplásticas de alto peso molecular basadas en composiciones químicas de acrilato, metacrilato y/o vinilo y requieren una alta proporción de disolvente orgánico o agua para facilitar la aplicación al substrato que ha de ser protegido contra incendios. Esto conduce a tiempos de secado lentos y a menudo prolongados, especialmente cuando se aplican altos espesores de película en húmedo (hasta 2 mm por capa), ya que la velocidad de secado depende de la evaporación del disolvente de soporte. Cada vez más la legislación estricta sobre las emisiones de disolventes orgánicos significa un mayor uso de productos basados en agua pero el secado lento sigue siendo un problema, particularmente cuando la humedad relativa es alta.

Cuando se necesitan múltiples capas, los problemas de secado lento se exacerban, particularmente con los recubrimientos basados en disolvente, donde el disolvente procedente de las capas posteriores puede penetrar de vuelta en las capas anteriores.

La utilización de hornos o calentadores de infrarrojos próximos puede reducir los tiempos de secado, aunque éstos sean caros en su operación, y debido a la naturaleza termoplástica de los recubrimientos, es necesario su enfriamiento antes de su manejo con el fin de impedir daños. El enfriamiento de perfiles gruesos pesados de acero puede llevar un tiempo relativamente largo.

Tradicionalmente, los recubrimientos intumescentes se aplicaron in-situ a las estructuras de acero durante la fase de construcción del edificio. Más recientemente, la aplicación en el taller se ha convertido en la práctica más común, ya que es posible un mejor control de las condiciones de aplicación. Un secado lento significa que se arriesga el rendimiento, ya que los perfiles de acero recubiertos no pueden moverse hasta que estén suficientemente duros para resistir un deterioro.

La presente invención procura proporcionar una formulación de recubrimiento intumescente de secado relativamente rápido.

Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una composición líquida de recubrimiento intumescente que comprende un sistema de resina que incluye al menos un componente polimérico, al menos un componente monomérico etilenicamente insaturado, y al menos un ingrediente intumescente, siendo la composición de recubrimiento endurecible hasta un estado sólido mediante polimerización por radicales libres, preferentemente a la iniciación por el peróxido orgánico.

Según un segundo aspecto de la presente invención se proporciona un método para el curado de una composición líquida de recubrimiento intumescente hasta un estado sólido mediante polimerización por radicales libres que comprende el paso de añadir un peróxido preferentemente orgánico, iniciador de la composición líquida de recubrimiento intumescente, en el cual la composición de recubrimiento comprende al menos un componente polimérico, al menos un componente monomérico etilenicamente insaturado y al menos un ingrediente intumescente.

Se observa que la composición líquida de recubrimiento intumescente puede comprender uno o más componentes sólidos.

La invención proporciona una composición de recubrimiento de secado rápido por la que el iniciador inicia la conversión de la composición de recubrimiento intumescente en un estado sólido a través de una reacción de polimerización por radicales libres. No se proporciona o no es necesario ningún disolvente orgánico o agua para reducir la viscosidad con el fin de facilitar la aplicación del recubrimiento ya que esto viene facilitado por la utilización del monómero reactivo. El hecho de que el recubrimiento se seque mediante polimerización por radicales libres, en oposición a la evaporación del disolvente, tiene también la ventaja añadida de dar pie a un contenido en sólidos mucho más alto del recubrimiento, es decir típicamente el 95-100% del recubrimiento aplicado en húmedo se transforma en recubrimiento seco en el substrato, en comparación con los recubrimientos típicos del arte anterior en los cuales sólo el 60-80% del espesor de película aplicado permanece en la película seca.

El recubrimiento tiene una aplicación particular, pero no exclusiva en el recubrimiento de estructuras de acero para proporcionar una protección contra incendios mediante la formación de un residuo de carbón intumescente y aislante. Estos recubrimientos son adecuados para su aplicación tanto in-situ como en taller.

Los perfiles de acero y demás materiales que son recubiertos con esta composición de recubrimiento intumescente endurecen mucho más rápidamente que los materiales del arte anterior, ya que el tiempo de secado depende de las reacciones químicas relativamente rápidas por radicales libres más que de la evaporación completa de los componentes volátiles. Los tiempos de secado se reducen de 24 horas o más, a aproximadamente 60 minutos (o aún menos con la incorporación del acelerador adicional). Esto proporciona provechos significativos a los aplicadores en taller, y permite un proceso continuo de aplicación, secado y eliminación de los perfiles de acero de la zona de aplicación.

Otra ventaja es que se pueden aplicar películas gruesas en una aplicación de una sola capa, reduciendo además los tiempos de secado en comparación con las múltiples capas de los recubrimientos intumescentes del arte anterior.

La presente invención utiliza el curado por radicales libres y comprende al menos un componente sólido de resina polimérica termoplástica, combinado con componentes monoméricos (o componentes oligoméricos) líquidos de peso molecular más bajo, que contienen dobles enlaces etilenicamente insaturados. Preferentemente, los dobles enlaces etilenicamente insaturados están presentes... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una composición líquida de recubrimiento intumescente que comprende un sistema de resina que incluye al menos un componente polimérico, al menos un componente monomérico etilenicamente insaturado y al menos un ingrediente intumescente, siendo la composición de recubrimiento curable en un estado sólido mediante polimerización por radicales libres.

2. Una composición líquida de recubrimiento intumescente según la Reivindicación 1, caracterizada porque dicho al menos un componente polimérico comprende una resina termoplástica sólida.

3. Una composición líquida de recubrimiento intumescente según la Reivindicación 1 o la Reivindicación 2, caracterizada porque el al menos un componente polimérico comprende al menos un homopolímero, copolímero y/o terpolímero de una resina metacrílica.

4. Una composición líquida de recubrimiento intumescente según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el al menos un componente polimérico comprende un copolímero de met(acrilato).

5. Una composición líquida de recubrimiento intumescente según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el al menos un componente polimérico comprende el producto de reacción de al menos uno de tolueno de vinilo de estireno junto con al menos uno de cualquiera de los siguientes: metil-metacrilato, etil-metacrilato, n-butil-metacrilato, isobutil-metacrilato, t-butil-metacrilato, 2-hidroxi-etil-metacrilato, 2-hidroxi-propil-metacrilato, 2-etil-hexil-acrilato, metil-acrilato, etil-acrilato, n-butil-acrilato, isobutil-acrilato, t-butil- acrilato, 2-hidroxi-etil-acrilato, 2-hidroxi-propil-acrilato y 2-etil-hexil-acrilato.

6. Una composición líquida de recubrimiento intumescente según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el al menos un componente polimérico comprende el producto de reacción de uno o más dienos junto con al menos uno de cualquiera de los siguientes: estireno, tolueno de vinilo, cloruro de vinilo, acetato de vinilo, cloruro de vinilidina y ésteres de versatato de vinilo.

7. Una composición líquida de recubrimiento intumescente según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el componente monomérico etilenicamente insaturado tiene al menos una de una funcionalidad de acrilato o metacrilato.

8. Una composición líquida de recubrimiento intumescente según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el componente monomérico etilenicamente insaturado comprende cualquiera de los siguientes bien sea solo o combinado: metil-metacrilato, etil-metacrilato, n-butil-metacrilato, isobutil-metacrilato, t-butil-metacrilato, 2-etil-hexil-metacrilato, metil-acrilato, etil-acrilato, n-butil-acrilato, isobutil-acrilato, t-butil-acrilato y 2-etil-hexil-acrilato.

9. Una composición líquida de recubrimiento intumescente según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el sistema de resina constituye del 20% al 60% de la composición de recubrimiento.

10. Una composición líquida de recubrimiento intumescente según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho al menos un componente polimérico constituye del 10% al 50% en peso del sistema de resina.

11. Una composición líquida de recubrimiento intumescente según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho al menos un componente monomérico etilenicamente insaturado constituye del 30% al 90% en peso del sistema de resina.

12. Una composición líquida de recubrimiento intumescente según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho al menos un ingrediente intumescente comprende una fuente ácida, un fuente de carbón y una fuente de gas.

13. Un método para curar una composición líquida de recubrimiento intumescente en un estado sólido mediante polimerización de radicales libres que comprende el paso de añadir un iniciador a la composición líquida de recubrimiento intumescente, caracterizado porque la composición de recubrimiento comprende al menos un componente polimérico, al menos un componente monomérico etilenicamente insaturado y al menos un ingrediente intumescente.

14. Un método según la Reivindicación 13, caracterizado porque el recubrimiento es curable a su iniciación por el peróxido orgánico.

15. Un método según la Reivindicación 14, caracterizado porque el peróxido orgánico comprende cualquiera de los siguientes bien sea solo o combinado: peróxidos de diacilo, peróxidos de cetona, peroxi-ésteres, peróxidos de dialquilo, hidroperóxidos y peroxi-cetales.

16. Un método según se reivindica en cualquiera de las Reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque la composición de recubrimiento se endurece en menos de 60 minutos a una temperatura de 20ºC +/- 3ºC.

17. Un método según se reivindica en cualquiera de las Reivindicaciones 13 a 16, caracterizado porque menos del 5% en peso de los componentes volátiles se pierde por evaporación durante la conversión de la composición en un estado sólido mediante la adición de un peróxido orgánico.


 

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