Composición para la obtención de un material resistente al fuego,

que comprende un pluralidad de glóbulos expandibles fabricados en un material polimérico, comprendiendo dicho material polimérico poliestireno, estando dichos glóbulos revestidos con un grafito exfoliable, caracterizada porque el grafito exfoliable se adhiere a los glóbulos mediante una resina con un parámetro de solubilidad de hasta esencialmente 1, 02 MPa½ (0, 5 (cal cm-3) ½) del parámetro de solubilidad del material polimérico, comprendiendo la resina una emulsión que contiene uno o más de una serie de materiales que incluyen un homopolímero de estireno, un copolímero de cloruro de vinilo, o siloxano de metilfenilo.

Materiales resistentes al fuego [0001] La presente invención se refiere a la fabricación de espumas de poliestireno expandido resistentes al fuego, así como de paneles compuestos construidos a partir de dichos materiales. Estas espumas presentan una reacción al fuego significativamente reducida, y mantienen en gran medida su integridad cuando se ven expuestas a situaciones de incendio. Estas espumas se pueden fabricar en su totalidad mediante las mismas secuencias de fabricación y utilizando el mismo equipo que el utilizado comercial y convencionalmente para la fabricación de poliestireno expandido (EPS) .

Convencionalmente, la espuma de poliestireno expandido en forma de hojas se utiliza como aislante en la industria de la construcción, y concretamente, como núcleo de los paneles y paramentos aislantes tipo sándwich, por lo general en aplicaciones de refrigeración. Las caras de dichas paredes o paramentos suelen consistir en una delgada lámina de revestimiento de acero. Las estructuras pueden montarse mediante la utilización de adhesivos o sistemas metálicos de fijación, o una combinación de ambas técnicas. Las hojas de EPS también se utilizan como aislamiento térmico en la industria de la construcción.

El proceso convencional de fabricación de hojas o formas de espuma de poliestireno expandido es la siguiente:

a) El glóbulo de poliestireno no expandido se fabrica mediante un proceso de polimerización en suspensión, y es suministrado por el fabricante en formato granular, graduado en función del tamaño de partícula, siendo los granos aproximadamente de forma esférica. Este poliestireno granular tiene una proporción de pentano disuelto en él que actúa como agente de expansión o soplado.

b) El glóbulo se expone al calor, normalmente inyectándole vapor en la parte inferior de una columna elevada. Cuando los glóbulos pasan desde la parte inferior de la columna a la superior se ablandan, y a medida que se pierde el pentano de la solución sólida, el gas liberado hace que el glóbulo de poliestireno reblandecido se expanda hasta alcanzar cincuenta veces el volumen original. El glóbulo de poliestireno expandido de baja densidad se recoge en la parte superior de la columna de expansión.

c) Los glóbulos expandidos siguen conteniendo una pequeña cantidad de pentano tras este proceso de expansión primario. Están humedecidos a causa del vapor utilizado en el dispositivo primario de expansión y existe un vacío parcial en el interior de los poros formados durante la expansión del glóbulo. Convencionalmente, los glóbulos recién expandidos se almacenan en tolvas y se deja que maduren, perdiéndose el exceso de agua a lo largo de dicho proceso, e igualándose el vacío parcial a la presión atmosférica.

d) Los glóbulos madurados y expandidos se introducen en moldes, cuyas paredes se encuentran perforadas por una multitud de aberturas de pequeño tamaño conectadas a través de cámaras de aire situadas detrás de cada pared. La carga puede comprimirse. Se introduce vapor en el recipiente que contiene el glóbulo de poliestireno expandido a unas presiones no superiores a 1, 5 bares. Los glóbulos de poliestireno se vuelven a reblandecer y se libera el pentano residual. En esta segunda fase, la expansión volumétrica de la carga es retenida por las paredes del molde, que mantiene juntos por la fuerza los glóbulos, fundiéndolos para formar una masa ligera de espuma de poliestireno expandido.

e) Si el molde tiene forma de bloque, los bloques de poliestireno expandido se cortan seguidamente en rodajas para formar hojas, utilizando alambres calientes. Estas rodajas se utilizan como núcleos de los paramentos o paneles aislantes mencionados anteriormente.

Anteriormente se habían combinado poliestireno y resina de grafito exfoliable para obtener EPSs retardantes de llama. Ya se conoce la incorporación de grafito exfoliable en el procedimiento inicial de síntesis (a) anteriormente descrito. No obstante, este método limita y restringe los métodos utilizados en el procedimiento y el proceso de polimerización de la emulsión de poliestireno. La utilización satisfactoria de estos procedimientos requiere un profundo bagaje de conocimientos y experiencia. La incorporación en esta fase de materiales adicionales, tales como grafito exfoliable, limita de forma importante la realización y flexibilidad de dichos procesos. Con la invención actual, no se requiere ningún tipo de alteración o modificación de los procedimientos de síntesis iniciales.

Es perfectamente conocida la utilización de grafito exfoliable en aquellas aplicaciones en las que se utiliza para sellar huecos en caso de incendio. El grafito está soportado en un ligante con o sin otros productos inorgánicos de relleno, o se aplica a un elemento textil o de fieltro. Estas aplicaciones se limitan invariablemente al sellado de pequeños huecos, como los que suelen darse en torno a los recintos, y para sellar, en caso de incendio, las aberturas residuales a través de las cuales pueden producirse penetraciones en torno a canalizaciones de servicios, tales como tuberías, o cuando penetran los cables en lo que de otro modo sería una barrera cortafuegos eficaz instalada con fines de compartimentación.

El documento DE 19910257 se refiere a materiales resistentes al fuego basados en materiales a base de espuma fabricados a partir de poliestireno, revestidos, por ejemplo, con grafito expandible utilizando resinas fenólicas.

El documento JP 4356543 se refiere a una espuma obtenida a partir de partículas preparadas mediante la aplicación de una emulsión de un polímero orgánico a las superficies de las partículas de poliestireno pre-expandido impregnadas con propano como agente de soplado, el esparcimiento en las mismas de una fibra de negro de carbón/fibra de carbono como sustancia conductora y sal de La Rochela como sustancia dieléctrica, a lo que sigue el sacado de las partículas.

También se conoce la utilización de EPSs de grafito exfoliable ligados con resina para la obtención de compuestos retardantes de llama. Las resinas descritas como adecuadas para los ligantes son acrilonitrilo/butadieno, butadieno de estireno, acetato de etil vinilo, acetato de polivinilo, cloruro de polivinilo y resinas de poliacrilato. Los ligantes descritos en la técnica anterior actúan como adhesivos adecuados para el grafito exfoliable. No obstante, se producen efectos muy adversos en las propiedades físicas del bloque de poliestireno sin que se aporten propiedades ignífugas adicionales.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se facilita un método de obtención de un material resistente al fuego que comprende proporcionar una pluralidad de glóbulos expandibles de material polimérico que comprende poliestireno, y revestir dichos glóbulos con un grafito exfoliable, caracterizado porque el grafito exfoliable se adhiere a los glóbulos con una resina cuyos parámetros de solubilidad alcanzan esencialmente hasta 1, 02 mPa½ (0, 5 (cal cm-3) ½) del parámetro de solubilidad del material polimérico, donde dicha resina comprende una emulsión que a su vez comprende uno o más de los siguientes productos: un homopolímero de estireno, un copolímero de cloruro de vinilo vinilideno, o siloxano de metilfenilo, haciendo posteriormente que dichos glóbulos se expandan y fundan.

De acuerdo con un aspecto adicional de la presente invención, existe un material resistente al fuego que comprende una pluralidad de glóbulos expandidos y fusionados fabricados con un material polimérico que comprende poliestireno, estando dichos glóbulos revestidos con un grafito exfoliable, caracterizado porque el material de grafito exfoliable se adhiere a los glóbulos mediante una resina, teniendo dicha resina un parámetro de solubilidad de esencialmente 1, 02MPa½ (0, 5 (cal cm-3) ½) del parámetro de solubilidad del material polimérico, incluyendo la resina una emulsión que comprende uno o más de los productos siguientes: un homopolímero de estireno, un copolímero de cloruro de vinilo vinilideno, o siloxano de metilfenilo.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se facilita un compuesto para crear un material resistente al fuego, que comprende una pluralidad de glóbulos expandibles fabricados con un material polimérico a base de poliestireno, estando dichos glóbulos revestidos con un grafito exfoliable, caracterizados porque el grafito exfoliable se adhiere a los glóbulos mediante una resina con un parámetro de solubilidad de esencialmente 1, 02 MPa½ 0, 5 (cal cm-3) ½ del parámetro... [Seguir leyendo]

1. Composición para la obtención de un material resistente al fuego, que comprende un pluralidad de glóbulos expandibles fabricados en un material polimérico, comprendiendo dicho material polimérico poliestireno, estando dichos glóbulos revestidos con un grafito exfoliable, caracterizada porque el grafito exfoliable se adhiere a los glóbulos mediante una resina con un parámetro de solubilidad de hasta esencialmente 1, 02 MPa½ (0, 5 (cal cm-3) ½) del parámetro de solubilidad del material polimérico, comprendiendo la resina una emulsión que contiene uno o más de una serie de materiales que incluyen un homopolímero de estireno, un copolímero de cloruro de vinilo, o siloxano de metilfenilo.

2. Composición de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizada porque la resina incluye un retardante de llama halogenado.

3. Composición de acuerdo con la reivindicación 2 caracterizada porque la resina incluye un producto sinérgico que comprende un óxido de un elemento del Grupo 6B de la tabla periódica.

4. Composición de acuerdo con la reivindicación 2 o 3 caracterizada porque el retardante de llama halogenado comprende un retardante de llama bromado.

5. Composición de acuerdo con la reivindicación 2, 3 or 4 caracterizada porque el retardante de llama comprende hexabromociclododecano.

6. Composición de acuerdo con la reivindicación 3, 4, o 5 (en el caso de que las reivindicaciones 4 o 5 dependan de la reivindicación 3) caracterizada porque el producto sinérgico comprende óxido de tungsteno.

7. Composición de acuerdo con las reivindicaciones 3 a 6 (en el caso de que las reivindicaciones 4 o 5 dependan de la reivindicación 3) caracterizada porque el producto sinérgico comprende óxido de tungsteno amarillo.

8. Composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los glóbulos expandibles comprenden glóbulos de poliestireno parcialmente expandidos.

9. Método de fabricación de un material resistente al fuego, que comprende:

- proporcionar de una pluralidad de glóbulos expandibles de un material polimérico que incluya poliestireno;

- revestir dichos glóbulos con un grafito exfoliable, adhiriéndose el grafito exfoliable a los glóbulos mediante una resina con un parámetro de solubilidad que llega esencialmente hasta 0.5 (cal cm-3) ½ del parámetro de solubilidad del material polimérico, comprendiendo la resina una emulsión que contiene uno o más de una serie de materiales que incluyen un homopolímero de estireno, un copolímero de cloruro de vinilo, o siloxano de metilfenilo;

- hacer o permitir que dichos glóbulos se expandan y fusionen entre sí.

10. Material resistente al fuego, que comprende una composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 en la que se ha permitido que los glóbulos se expandan y fusionen entre sí.

11. Barrera cortafuegos formada por un material resistente al fuego de acuerdo con la reivindicación 10 dispuesto entre las caras exteriores no inflamables, conteniendo el material resistente al fuego suficiente grafito exfoliable para rellenar esencialmente la cavidad dejada entre las caras exteriores al producirse la expansión tras la fusión y la pérdida del material polimérico en una situación de incendio.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

• DE 19910257 [0006] • EP 01309918 A [0033]

• JP 4356543 B [0007]