MX2011004971A - Composicion intumescente. - Google Patents

Abstract

Se describe una composición intumescente que comprende: A) un aglutinante que incluye (i) una resma que comprende una cadena de polisiloxano o un precursor para tal cadena, (ii) opcionalmente una resma orgánica, y (iii) por lo menos un tipo de grupo funcional seleccionado del grupo que consiste de epoxi, amina, mercaptano, ácido carboxílico, acriloilo, isocianato, alcoxisililo, y grupos anhídridos, los grupos funcionales están presentes como grupos pendientes y/o terminales en la resma que comprende una cadena de polisiloxano o el precursor para tal cadena, y/o en la resma orgánica, con la condición de que si el aglutinante contiene grupos alcoxisililo como el único tipo de grupos funcionales, estos grupos alcoxisililo están presentes en la resma orgánica, B) un compuesto capaz de reaccionar con o que cataliza la reacción entre los grupos funcionales, y C) un agente espumífico y un adyuvante de formación de carbón.

Description

COMPOSICION INTUMESCENTE Descripción de la Invención La presente invención se refiere a una composición intumescente, su usa para proteger las estructuras, y sustratos recubiertos con la composición.

Muchos materiales, tales como acero, pierden rápidamente su fuerza y fallan en el fuego. El colapso estructural de bloques de oficina de "alta elevación", instalaciones de aceite y gas u otra infraestructura, y ruptura de la columna de destilación o tuberías como resultado del fuego pude ser catastrófico en términos de ascenso del incidente, daño a la propiedad, e incluso víctimas mortales.

Los recubrimientos intumescentes se utilizan en muchas estructuras para retrasar los efectos del fuego. El recubrimiento retarda el índice de aumento de temperatura del sustrato al cual se aplica el recubrimiento. El recubrimiento aumenta así el tiempo antes de que las estructuras colapsen debido al calor del fuego. El tiempo adicional hace más probable que los bomberos sean capaces de extinguir el fuego o por lo menos aplicar agua fría antes de que la estructura colapse.

Los recubrimientos intumescentes contienen generalmente cierta forma de aglutinante resinoso, por ejemplo un polímero reticulante de alta temperatura tal como una resina epoxi o un polímero de acrílico de tolueno/vinilestireno. El aglutinante resinoso forma el recubrimiento duro. Si una resina epoxi está presente en el aglutinante, el aglutinante también proporciona una fuente de carbono,; que, en un fuego, se convierte en un residuo carbonoso.

Un material auxiliar, normalmente fosforo, se incluye generalmente en la composición de recubrimiento para mejorar la conversión de los elementos carbonosos en residuos carbonosos (en comparación con el bióxido de carbono u otros subproductos). Además, el recubrimiento contiene aditivos llamados "espumantes" que emiten el gas en un fuego, que hace que los residuos carbonosos se hinchen en espuma. La melamina, pirofosfato de melamina, y polifosfato de amonio son espumantes de uso general.

La eficacia de estos recubrimientos se refiere a la formación, debido a la acción del calor, de una espuma de residuo carbonoso porosa y delgada que opera como un aislante convencional. En muchos casos, esta espuma de residuos carbonosos no tiene gran fuerza estructural y se destruye fácilmente por la abrasión o erosión. Para aumentar la fuerza estructural de la espuma de residuos carbonosos, los materiales reforzantes de fibras o vidrio pueden agregarse a la composición intumescente del recubrimiento. El uso de fibras inorgánicas y orgánicas así como de materiales de refuerzo de vidrio se ha descrito. Ver por ejemplo el documento EP 0568354.

Un objetivo de la . presente invención es proporcionar una composición intumescente que proporcione una capa de espuma dura que pueda negar el uso de fibras. Este objetivo se logra teniendo una resina que contiene silicio presente en la composición, preferiblemente en combinación con una resina orgánica.

La presente invención se refiere a una composición intumescente que comprénde: A) un aglutinante que comprende (i) una resina que comprende una cadena de polisiloxano o un precursor para la cadena, (ii) opcionalmente una resina orgánica, y (¡ii) por lo menos un tipo de grupo funcional seleccionado del grupo que consiste de epoxi, amina, mercaptano, ácido carboxílico, acriloilo, isocianato, alcoxisililo, y grupos anhídrido, los grupos funcionales que están presentes como grupos pendientes y/o terminales en la resina que comprende una cadena de polisiloxano o el precursor para la cadena, y/o en la resina orgánica, a condición de que si el aglutinante contiene grupos alcoxisililo como el único tipo de grupos funcionales, estos grupos alcoxisililo están presentes en la resina orgánica, B) un compuesto capaz de hacerse reaccionar con o catalizar la reacción entre los grupos funcionales, y C) un auxiliar que forma residuos carbonosos.

En un fuego, el aglutinante es pirolizado, resultando en una capa de espuma aislante de residuos carbonosos que contienen silicio. Sin desear limitarse a la teoría, se cree que la presencia de silicio en el los residuos carbonosos aumenta la dureza de los residuos carbonosos y también aumenta la eficacia de los residuos carbonosos por medio de una materia residual, más elevada para obtener propiedades aislantes.

Además, la composición de acuerdo a la invención puede actuar como un recubrimiento intumescente, como una capa superior, y como recubrimiento protector. Por lo tanto, al aplicar la composición de acuerdo a la presente invención, no existe la necesidad de una capa protectora separada para proteger el sustrato de, por ejemplo, corrosión. Y debido a sus propiedades protectoras y buen aspecto estético, no existe tampoco la necesidad de una capa superior separada para mejorar el aspecto y/o proteger la capa intumescente contra los efectos atmosféricos.

El término "polisilóxano" se define como un polímero que incluye estructuras tipo caja, lineales, ramificadas y/o de escala y tiene una estructura Si-0 con grupos laterales orgánicos unidos a los átomos de silicio a través de un enlace de carbono o heteroátomo, en donde por lo menos parte de los átomos de silicio se unen a uno, dos, o tres átomos de oxígeno.

Aunque por lo menos parte de los átomos de silicio se unen a uno, dos, o tres átomos de oxígeno, es posible en parte, pero no todos, que los átomos de silicio se unieran a cuatro átomos de oxígeno. Un polisilóxano preferiblemente también contiene grupos hidrolizables, tales como grupos alcoxi, grupos acetoxi, grupos enoxi, grupos oxima, y grupos amina unidos a un átomo de silicio.

Después de la definición de un polisiloxano antes mencionada, la resina que comprende una cadena de polisiloxano que esté presente en la composición de acuerdo a la presente invención, es (i) un polisiloxano según lo definido anteriormente, que tiene así una estructura Si-O, o (ii) una resina con una estructura orgánica con una o más cadenas de polisiloxano pendiente, es decir cadenas que tienen una estructura Si-O con grupos laterales orgánicos unidos a los átomos de silicio a través de un enlace de carbono o heteroátomo, en donde, por lo menos parte de los átomos de silicio se unen a uno, dos, o tres átomos de oxígeno. Las cadenas incluyen estructuras lineales, ramificadas, escala y/o tipo caja. La resina comprende una cadena de polisiloxano que tiene preferiblemente un número en peso molecular promedio Mn en el intervalo de 200 a aproximadamente 6,000, preferiblemente de 500-4,000.

Un precursor para una cadena de polisiloxano se define como un siloxano monomérico que tiene uno o más átomos de silicio, en donde por lo menos uno de los átomos de silicio se une a (i) uno, dos, o tres, es decir menos de cuatro, átomos de oxígeno y (ii) por lo menos un grupo lateral orgánico a través de un enlace de Si-C, el precursor sería capaz de polimerizarse por la reacción de hidrólisis y condensación para formar la cadena de polisiloxano durante la sequedad de la capa. Deberá observarse que donde el precursor contiene más de un átomo de silicio, algunos pero no todos los átomos de silicio pueden tener cuatro átomos de oxígeno unidos a ellos.

Los ejemplos de precursores de polisiloxano que no contienen un grupo funcional seleccionado de la lista presentada anteriormente, con excepción de grupos alcoxisilano. son trimetoxisilano de vi n i lo , vinildimetoxisilano, viniltrietoxisilano, viniltris(2-metoxi-etoxi)süano, metil trimetoxisilano, metiltrietoxisilano, dimetil-dimetoxisilano, dimetildietoxisilano, trimetiletoxisilano, isooctil-trimetoxisilano, isooctil trimetoxisilano, isooctiltrietoxisilano, hexadecil-trietoxisilano, (octadecil)metildimetoxisilano, feniltrietoxisilano, (ciclohexil)metildimetoxisilano, y diciclopentildimetoxisilano.

Los ejemplos de. los precursores de polisiloxano que contienen un grupo funcional seleccionado de la lista presentada anteriormente, distintos de los grupos alcoxisilano, son vinil-triacetoxisilano, N-(2-aminoetil)-3-aminopropil-trimetoxisilano, N-(2-am i no-etil)-3-am i nopropil-meti Id ¡trimetoxisilano, N-ciclohexil-3-aminopropil -trimetoxisilano, 3-aminopropiltrimetoxisilano, 3-aminopropiltrietoxisilano, N-ciclohexilaminometilmetildietoxisilano, N-fenilaminometiltri-metoxisilano, N-ciclohexilaminometiltrietox¡silano, N-trimetoxisilil-metil-O-metil-carbamato, N-dimetoxi(metil)sililmetil-0-metil- carbamato, 3-metacriloxi-propiltmetoxisilano 3-metacriloxipropiltriacetoxisilano, metacriloximetil-trimetoxisilano, (metacriloximetil)-metildimetoxisilano (metacriloxi-metil)metilietoxisilano 3-isocianatopropiltrimehoxisilano (isocianato-metil)metildimetoxisilano, 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano, 3-glicidoxi-propiltrietoxisilano, y anhídrido 3-(trietoxisilil)propil-succínico.

La resina que comprende una cadena de polisiloxano puede ser un polisiloxano según lo definido anteriormente, en donde los grupos funcionales están presentes en las cadenas laterales orgánicas. Alternativamente, la resina tiene una estructura orgánica con una o más cadenas de polisiloxano pendientes. En otra modalidad, la resina no contiene ninguno de los grupos funcionales distintos a los grupos alcoxisililo pero en cambio se mezcla con una resina orgánica que contiene grupos funcionales. Los precursores para la cadena de polisiloxano de la última modalidad son los que se mencionaron anteriormente ya que no contienen un grupo funcional seleccionado de la lista anterior, distintos de los grupos alcoxisilano. Para las otras modalidades, todos los precursores antes mencionados pueden utilizarse, dependiendo de los grupos funcionales que el polisiloxano va a contener.

El término "resina orgánica" se refiere a una resina de naturaleza orgánica, que puede contener heteroátomos, pero no contiene estructuras de silicona polimérica u oligomérica, siloxano, o de silicato. La resina orgánica puede, sin embargo, contener grupos alcoxisiiilo funcionales.

La invención comprende cuatro Modalidades Principales A-D, que se explican adicionalmente más abajo.

Modalidad Principal A En esta modalidad, la resina que comprende una cadena de polisiloxano es un polisiloxano según lo definido anteriormente, los grupos laterales orgánicos en el polisiloxano comprenden grupos funcionales, y la resina se ha hecho reaccionar previamente mezclada con una resina orgánica. Esta composición adicionalmente contiene un compuesto capaz de reaccionar con o catalizar la reacción entre los grupos funcionales. Este compuesto se refiere adicionalmente como "agente endurecedor".

Los ejemplos de polisiloxanos convenientes para uso en esta modalidad que contienen por lo menos uno de los tipos seleccionados de los grupos funcionales son los mencionados más abajo: Si más de un tipo de grupo funcional está presente en el polisiloxano, se prefiere que el agente endurecedor sea capaz de hacerse reaccionar con por lo menos dos de estos tipos de grupos funcionales. El agente endurecedor puede ser un polisiloxano capaz de reaccionar con los grupos funcionales.

Un tipo preferido de agente endurecedor es un agente endurecedor de amina, especialmente cuando el polisiloxano contiene grupos funcionales epoxi. Los ejemplos de los agentes endurecedores de amina conveniente son aminosilano, poliamidas, bases poliméricas Mannich, óxidos de polietileno o polipropileno funcionales, y grupos amina que contienen polisiloxanos.

Un tipo preferido de agente endurecedor de amina es un aminosilano, más preferiblemente un silano de aminoalquilo que contiene por lo menos dos grupos alcoxilo enlazados al silicio. Los ejemplos de aminoalquilsilanos convenientes son aminas primarias tales como 3-aminopropiltrietoxisilano, 3-aminopropiltrimetoxisilano, 3-aminopropil-metildimetoxisilano, y 3-aminopropilmetildietoxisilano, aminas secundarias primarias tales como N-(2-aminoetil)-3-aminopropiltrimetoxisilano, aminas secundarias tales como N-metil- o N-fenil-3-aminopropiltrimetoxi-silano, aminosilanos modificados con poliglicoléter, y propil-trimetoxisilanos triamino funcionales. Los aminosilanos similares que tienen dos o tres átomos de silicio pueden también utilizarse.

Otros agentes endurecedores convenientes son agentes endurecedores tiol-funcionales, tales como pentaerititol tetraquis (3-mercaptopropionato),: agentes endurecedores basados en tiol ligados a una estructura orgánica por las enlaces de éter, silanos tiol-funcionales, tales como mercaptopropiltrimetoxisilano, mercaptopropiltrietoxisilano, y aceites de silicón tiol-funcionales usados en conjunto con un catalizador base tal como DMP30 (tri [dimetilaminometil]fenol).

De acuerdo a esta Modalidad Principal, una resina orgánica se mezcla o se hace reaccionar previamente con polisiloxano o su precursor. Las resinas orgánicas convenientes para uso en la composición de la presente invención son resinas epoxi-funcionales, resinas de (met)acrilato, poliésteres, poliuretanos, alquidos, resinas de hidrocarburo, cloroparafinas, resinas orgánicas de alcoxisililo funcionales, y plastificantes fosfatados.

Las resinas funcionales epoxi convenientes incluyen (i) éteres de poliglicidilo derivados de alcoholes polihidricos como etileneglicol, dietilenglicol, trietileneglicol, 1 ,2-propileneglicol, 1 ,4-butileneglicol, 1 ,5-pentanediol, 1 ,2,6-hexanotriol, glicerol, trimetilolpropano, bisfenol-A (un producto de condensación de acetona y fenol), bisfenol-F (un producto de condensación de fenol y formaldehído), bisfenol-A hidrogenado, o bisfenol-F hidrogenado, (ii) los poliglicidiléteres de ácidos policarboxí lieos, formados por la reacción de un compuesto epoxi tal como epiclorohidrina con un ácido policarboxílico alifático o aromático tal como ácido oxálico,: ácido succínico, ácido glutárico, ácido tereftálico, ácido 2,6-naftaleno dicarboxílico, o ácido linoleico dimerizado, (iii) materiales alicíclicos olef ínicamente insaturados epoxidizados tales como éteres y ésteres alicíclicos de epoxi, (iv) resinas epoxi que contienen grupos de oxialquileno, (v) resinas epoxi de novolac, que son preparadas haciendo reaccionar una epihalohidrina (por ejemplo epiclorohidrina) con el producto de condensación de un aldehido con un fenol monohídrico o polihídrico (por ejemplo !condensado de fenolformaldehído), y (vi) mezclas de los mismos. La resina funcional epoxi tiene preferiblemente un peso equivalente epoxi en el intervalo de 100 a 5,000, preferiblemente! 180-1 ,000 g/eq.

Las resinas de (met)acrilato convenientes incluyen resinas que tienen grupos de acrilato o metacrilato terminales. Los ejemplos de resinas funcionales de (met)acrilato convenientes son acrilatos de uretanó, ésteres de acrilato derivados de una resina de epoxi, acrilatos de poliéter, acrilatos de poliéster, acrilato de resina de melamina, acrilato de poliamida, polímeros de acrílico que tienen grupos acrílico pendientes, y acrilatos de silicona.

La resina orgánica y el polisiloxano pueden estar presentes en la composición de acuerdo a esta Modalidad Principal como una mezcla, o pueden haberse hecho reaccionar. Si se utiliza como mezcla, la resina orgánica y el polisiloxano preferiblemente se mezclan en una relación de peso de 1:10 a 10:1, más preferiblemente de 1:5' a 5:1. El polisiloxano o su precursor pueden hacerse reaccionar previamente con la resina orgánica en varias maneras, tales como (i) condensación de desalcoholización, (ii) hacer reaccionar parte de los grupos funcionales presentes en el polisiloxano (precursor) con los grupos de reacción apropiados en la resina orgánica, o (iii) hidrolización. La reacción de desalcoholización puede realizarse calentando una mezcla de la resina orgánica y del polisiloxano (precursor) en presencia de un catalizador. La temperatura de reacción tiene preferiblemente un intervalo de 50° a 130°C, más preferiblemente de 70° a 110°C. La reacción se conduce preferiblemente por aproximadamente 1 a aproximadamente 15 horas y bajo condiciones sustancialmente anhidras para prevenir reacciones de policondensación de polisiloxano (precursor). Los ejemplos de catalizadores convenientes son bases orgánicas (por ejemplo aminas), ácidos (fosfatos ácidos), óxidos de metales como litio, sodio, potasio, rubidio, cesio, magnesio, calcio, bario, estroncio, zinc, aluminio, titanio, cobalto, germanio, estaño, plomo, antimonio, arsénico, cerio, boro, cadmio, y manganeso, sus sales de ácido orgánico, haluros, o alcóxidos.

Modalidad Principal B En esta modalidad, la resina que comprende una cadena de polisiloxano es un polisiloxano como definido anteriormente, los grupos laterales orgánicos en el polisiloxano comprenden grupos funcionales. La composición de acuerdo a esta modalidad además contiene un agente endúrecedor para los grupos funcionales.

El agente endúrecedor en la composición de acuerdo a esta Modalidad Principal se selecciona preferiblemente de (i) polisiloxanos y (ii) resinas orgánicas. El agente endúrecedor deberá contener los grupos funcionales que son capaces de hacerse reaccionar con por lo menos uno de los tipos de grupos funcionales presentes en la resina que comprende una cadena de polisiloxano. Si más dé un tipo de grupo funcional está presente en la resina, es preferido que el agente endúrecedor sea capaz de hacerse reaccionar con por lo menos dos de estos tipos de grupos funcionales.

De acuerdo a esta modalidad, la resina comprende una cadena de polisiloxano y un agente endurecedor que puede ser polisiloxanos. Las resinas que se mencionan como los polisiloxanos convenientes en la Modalidad Principal A son también convenientes en esta Modalidad Principal B, como la resina aglutinante y como el agente endurecedor. Sin embargo, los grupos funcionales presentes en la resina aglutinante y el agente endurecedor deberán ser complementarios, es decir reactivos entre sí.

Las resinas orgánicas que pueden utilizarse convenientemente como agentes endurecedores en la composición de acuerdo a esta modalidad son resinas funcionales epoxi, resinas de (met)acrilato, poliésteres, poliuretanos, alquidos, resinas de hidrocarburo, cloroparafinas, y plastificantes fosfatados.

Las resinas funcionales epoxi convenientes incluyen (i) poliglicidiléteres derivados de los alcoholes polihídricos tales como etilenglicol, d ie ti leng I icol , trietilenglicol, 1 ,2-propileneglicol, 1 ,4-butileneglicol, 1 ,5-pentanediol, 1 ,2,6-hexanotriol, glicerol, trimetilolpropano, bisfenol-A (un producto de condensación de acetona y fenol), bisfenol-F (un producto de condensación de fenol y formaldehido), bisfenol-A hidrogenado, o bisfenol-F hidrogenado, (ii) poliglicidiléteres de ácidos policarboxí lieos, formados por la reacción de un compuesto de epoxi tal como epiclorohidrina con un ácido policarboxílico alifático o aromático tal como ácido oxálico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido tereftálico, ácido 2 ,6-naptaleno dicarboxílico, o ácido linoleico dimerizado, (iii) materiales epoxidizado alicíclicos olefínicamente no saturados tales como éteres y ésteres alicíclicos de epoxi, (iv) resinas epoxi que contienen grupos oxialquileno, (v) resinas epoxi de novolac, que son preparadas reaccionando una epihalohid r¡ na (por ejemplo epiclorohidrina) con el producto de condensación de un aldehino con un fenol monohídrico o polihídrico (por ejemplo fenolformaldehído condensado), y (vi) mezclas de las mismas. La resinas epoxi funcional tiene preferiblemente un peso equivalente de epoxi en el intervalo de 100 a 5,000, más preferiblemente 180-1 ,000 g/eq.

Las resinas de (met)acrilato convenientes incluyen resinas que tienen grupos de acrilato o metacrilato terminales. Los ejemplos de resinas funcionales de (met)acrilato convenientes son acrilatos de uretano, ésteres de acrilato derivados de una resinas epoxi, acrilatos de poliéter, acrilatos de poliéster, acrilato de resina de melamina, acrilato de poliamida, polímeros acrílicos que tienen grupos acrílicos pendientes, y acrilatos de silicona. Modalidad Principal C En esta modalidad;, la resina que comprende una cadena de polisiloxano tiene una estructura orgánica con una o más cadenas de polisiloxano pendientes; los grupos funcionales están presentes como grupos pendientes o terminales en el esqueleto orgánico o en las cadenas de polisiloxano. Esta composición además contiene un agente endurecedor para los grupos funcionales.

La resina que comprende una cadena de polisiloxano de esta modalidad es el producto de reacción de una resina orgánica por ejemplo - una resinas epoxi-funcional o una resina de (met)acrilato y un polisiloxano o un precursor del mismo.

Las resinas funcionales epoxi orgánicas convenientes incluyen (i) poliglicidiléteres derivados de los alcoholes polihídricos tales como etilenglicol, d ieti le n g I ico I , trietile ng I ico I , 1 ,2-propilenglicol, 1 ,4-butilenglicol, 1 ,5-pentaned¡ol, 1 ,2,6-hexano-triol, glicerol, trimetilolpropano, bisfenol-A (un producto de condensación de acetona y fenol), bisfenol-F (un producto de condensación de fenol y formaldehído), bisfenol-A hidrogenado, o bisfenol-F hidrogenado, (ii) poliglicidiléteres de ácidos policarboxílicos, formados por la reacción de un compuesto de epoxi tal como epiclorohidrina con un ácido policarboxílico alifático o aromático tal como ácido oxálico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido tereftálico, ácido 2,6-naftalen-dicarboxílico, o ácido linoleico dimerizado, (iii) materiales alicíclicos olef ínicamente insaturados epoxidizados tales como éteres y ésteres alicíclicos de epoxi, (iv) resinas epoxi que contienen grupos oxialquileno, (v) resinas epoxi de novolac, que se preparan haciendo reaccionar un epihaiohidrina (por ejemplo epiclorohidrina) con el producto de condensación de un aldehido con un monohídrico o un fenol polihídrico (por ejemplo condensado de fenolformaldehído), y (vi) mezclas de los mismos. La resina epoxi orgánica funcional tiene preferiblemente un peso epoxi equivalente en el intervalo de 100 a 5,000, preferiblemente 180-1 ,000 g/eq.

Las resinas de (met)acrilato convenientes incluyen resinas que tienen grupos de acrilato o metacrilato terminales. Los ejemplos de resinas de (met)acrilato convenientes son acrilatos de uretano, ésteres de acrilato derivados de una resina epoxi, acrilatos de poliéter, acrilatos de poliéster, acrilato de resina de melamina, acrilato de poliamida, polímeros de acrílico que tienen grupos acrílico pendientes, y acrilatos de silicón.

La composición de acuerdo a esta modalidad también contiene un agente endurecedor. El agente endurecedor debe contener grupos funcionales capaces de reaccionar con por lo menos uno de los tipos de grupos funcionales presentes en la resina que comprende una cadena de polisiloxano. Si más de un tipo de grupo funcional, está presente en la resina, es preferido que el agente endurecedor sea capaz de reaccionar con por lo menos dos de estos tipos de grupos funcionales. El agente endurecedor puede ser; un polisiloxano capaz de reaccionar con los grupos funcionales. ', Un tipo preferido de agente endurecedor es un agente endurecedor de amina, especialmente cuando la resina aglutinante contiene grupos funcionales epoxi. Los ejemplos de agentes endurecedores de amina convenientes son aminosilano, poliamidas, bases poliméricas de Mannich, óxido de polipropileno/óxido de polietileno de amina funcional, y grupos amina que contienen polisiloxanos.

Un tipo preferido de agente endurecedor de amina es un aminosilano, más preferiblemente un aminoalquilsilano que contiene por lo menos dos grupos alcoxi enlazados al silicio. Los ejemplos de aminoalquilsilanos convenientes son aminas primarias tales como 3-aminopropiltrietoxisilano, 3-aminopropiltrimetoxisilano, 3-aminopropil-metildimetoxisilano, y 3-aminopropilmetildietoxisilano, aminas primarias tales como N-(2-aminoetil)-3-aminopropiltrimetoxisilano, aminas secundarias tales como N-metil- : o N-fenil-3-aminopropiltrimetoxisilano, aminosilanos modificados con poliglicoléter, y propiltrimetoxisilanos triamino funcionales. Los aminosilanos similares que tienen dos o tres átomos de silicio pueden también utilizarse.

Otros agentes endurecedores convenientes son agentes endurecedores funcionales tiol tales como pentaerititol tetrakis (3-mercaptopropionato),: agentes endurecedores basados en tiol ligados a una estructura orgánica por enlaces funcionales de éter, silanos tiol, tales como mercaptopropiltrimetoxisilano, mercaptopropiltrietoxisilano, y aceites de silicona funcionales tiol usados en conjunto con un catalizador tal como DMP30 (tr¡[dimetilam¡nometil]fenol).

Otra resina orgánica puede mezclarse con la resina que comprende una cadena de polisiloxano o su precursor.

Modalidad Principal D De acuerdo a esta Modalidad Principal, el grupo funcional, aparte de los grupos alcoxisililo, no están presentes en la resina que comprende una cadena de polisiloxano o su precursor. En lugar, el aglutinante comprende además una resina orgánica y los grupos funcionales están presentes en la resina orgánica. Esta composición además contiene un agente endurecedor para los grupos funcionales.

En la modalidad, la resina que comprende una cadena de polisiloxano es preferiblemente un polisiloxano.

Los ejemplos de polisiloxanos convenientes que pueden utilizarse en esta Modalidad Principal son metoxi-, etoxi- líquido, y polisiloxanos de silanol funcionales con un peso molecular aproximadamente de 400, tales como DC 3037 y DC 3074 (ambos ex Dow Corning), o SY 231, SY 550, y MSE 100 (todos ex Wacker).

La resina orgánica presente en el aglutinante de la composición de acuerdó a esta Modalidad Principal contiene por lo menos un grupo funcional seleccionado de grupos epoxi, amina, mercaptano, ácido carboxílico, acrilolilo, isocianato, alcoxisililo, o anhídridos. Preferiblemente, la resina orgánica es una resina funcional epoxi o una resina de (met)acrilato.

Las resinas funcionales epoxi convenientes incluyen (i) poliglicidiléteres derivados de alcoholes polihídricos tales como etilenglicol, dietilenglicol, trietileng I icol , 1 ,2-propileneglicol, 1 ,4-butilenglicol, 1 ,5-p|entanediol, 1 ,2 ,6-hexanotriol , glicerol, trimetilolpropano, bisfenol-A (un producto de condensación de acetona y fenol), bisfenol-F (un producto de condensación de fenol y formaldehído), bisfenol-A hidrogenado, o bisfenol-F hidrogenado, (ii) poliglicidiléteres de ácidos policarboxílicos, formados por la reacción de un compuesto de epoxi tal como epiclorohidrina con un ácido policarboxílico alifático o aromático tal como ácido oxálico; ácido succínico, ácido glutárico, ácido tereftálico, ácido 2,6-naftalen-dicarboxílico, o ácido linoleico dimerizado, (iii) materiales alicíclicos olefínicamente no saturados epoxidizados tales como éteres y ésteres alicíclicos epoxi, (iv) resinas epoxi que contienen grupos oxialquileno, (v) resinas epoxi de novolac, que son preparadas haciendo reaccionar una epihalohidrina (por ejemplo epiclorohidrina) con el producto de condensación de un aldehido con un fenol monohídrico o polihídrico (por ejemplo condensado de fenolformaldehído), y (vi) mezclas de los mismos. La resina funcional epoxi tiene preferiblemente un peso equivalente epoxi en el intervalo de 100 a 5,000, preferiblemente 180-1,000 g/eq.

Las resinas de (met)acrilato convenientes incluyen las resinas que tienen grupos acrilato o metacrilato terminales. Los ejemplos de resinas funcionales de (met)acrilato convenientes son acrilatos de uretano, ésteres de acrilato derivados de una resina epoxi, acrilatos de poliéter, acrilatos de poliéster, acrilato de resina de melamina, acrilato de poliamida, polímeros de acrílico que tienen grupos acrílico pendientes, y acrilatos de silicona.

Además, la composición puede contener una o más resinas orgánicas adicionales, que pueden o no pueden contener grupos funcionales.

La composición de acuerdo a esta modalidad también contiene un agente endurecedor. El agente endurecedor debe contener grupos funcionales capaces de reaccionar con por lo menos uno de los tipos de grupos funcionales presentes en la resina orgánica. Si más de un tipo de grupo funcional está presente en la resina, es preferido que el agente endurecedor sea capaz de reaccionar con por lo menos dos de estos tipos de grupos funcionales.

Un tipo preferido^ de agente endurecedor es un agente endurecedor de amina, especialmente cuando la resina aglutinante contiene grupos funcionales epoxi. Los ejemplos de los agentes endurecedores de amina convenientes son aminosilano, poliamidas, bases poliméricas de Mannich, óxido de polipropileno/óxido de polietileno funcional de amina.

Un tipo preferido de agente endurecedor de amina es un aminosilano, más preferiblemente un aminoalquilsilano que contiene por lo menos dos grupos alcohóxilos enlazados al silicio.

Los ejemplos de aminbalquilsilanos convenientes son aminas primarias tales como 3-aminopropiltrimetoxisilano, 3-aminopropiltrimetoxisilano, 3-aminopropilmetildimetoxisilano, y 3-aminopropilmetildietoxisilano, las aminas secundarias primarias tales como N-(2-aminoetil)-3-aminopropiltrimetoxisilano, aminas secundarias tales como N-metil- o N-fenil-3-aminopropiltrimetoxisilano, aminosilanos modificados con poliglicoléter, y propiltrimetoxisilanos triamino funcionales. Los aminosilanos similares que tienen dos o tres átomos de silicio pueden también utilizarse.

Otros agentes endurecedores convenientes son agentes endurecedores funcionales tiol tales como pentaerititol tetraquis (3-mercapto propionato), agentes endurecedores basados en tiol ligados a una estructura orgánica por enlaces de éter, silanos tiol-funcionales, tales como mercaptopropiltrimetoxisilano, mercaptopropiltetoxisilano, y aceites de silicona tiol-funcionales usados en conjunto con. un catalizador base tal como DMP30 (tri-[d¡metilaminometil]fenol).

Características Comunes de Todas las Modalidades La composición de acuerdo a todas las modalidades de la presente invención contiene uno o más ingredientes intumescentes. Un ingrediente intumescente esencial es un espumante. Un espumante proporciona gas de expansión mientras que se descompone en el calor de un fuego. Es deseable que el espumante emita el gas a una temperatura en la cual el aglutinante resinoso es suave pero el cual está debajo de la temperatura en la cual se forman los residuos carbonosos. De esta manera, los residuos carbonosos que se forman se expanden y es un mejor aislante. Es posible utilizar espumantes tal como melamina, formaldehído de melamina, melamina metilolada, hexametoximetilmelamina, monofosfato de melamina, bifosfato de melamina, polifosfato de melamina, pirofosfato de melamina, urea, dimetilurea, diciandiamida, fosfato de guanilurea, glicina, o fosfato de amina. Los materiales precedentes liberan gas de nitrógeno cuando se descomponen en la exposición al calor. Los compuestos que liberan dióxido de carbono o vapor de agua en la exposición al calor también pueden utilizarse. Los espumantes que liberan agua mientras que se descomponen en el calentamiento son compuestos tales como ácido bórico y derivados de ácido bórico. El grafito expandible puede también utilizarse como espumante para estos sistemas.

El espumante está preferiblemente presente en la composición de acuerdó a la presente invención en una cantidad de 1 a 20% en peso, más preferiblemente de 1 a 10% en peso, y mayormente preferible de 3 a 7% en peso, basados en el peso total de la composición., La composición de acuerdo a todas las modalidades de la presente invención puede además comprender un auxiliar que forma residuos carbonosos como ingrediente intumescente. Sin embargo, si el mismo espumante actúa como un auxiliar que forma residuos carbonosos (tal como polifosfato de amonio), un adicional auxiliar que , forma residuos carbonosos no puede requerirse. Por lo tanto el componente C) de la invención puede ser un solo ingrediente. En este caso la invención puede por lo tanto alcanzarse con pocos ingredientes. Preferiblemente, el ingrediente solo es polifosfato de amonio.

Un auxiliar que forma residuos carbonosos promueve la formación de un residuo carbonoso cuando la composición se expone al fuego. Los ácidos Lewis se creen que realizan esta función. Los compuestos de fósforo tales como fosfatos de amonio, fosfonatosilanps, más preferiblemente se utilizan el polifosfato de amonio, o ácido fosfórico. Es también posible utilizar otros auxiliares que forman residuos carbonosos en adición de los compuestos que contienen fósforo. El polifosfato de amonio puede utilizarse opcionalmente en conjunto con el tris-(2-hidroxietil)isocianurato (THEIC por sus siglas en inglés). Si se utiliza THEIC, la relación de THEIC con fosfato de amonio es preferiblemente entre 10:1 y 1:10 y preferiblemente entre 3:1 y 1:3.

El auxiliar que forma residuos carbonosos está preferiblemente presente en la composición de acuerdo a la presente invención en una cantidad de 5 a 30% en peso, preferiblemente 10 a 25% en peso, y mayormente preferiblemente de 1 a 20% en peso, basados en el peso total de la composición.

Otro ingrediente intumescente que puede estar presente en la composición de acuerdo a todas las modalidades de la presente invención es una fuente adicional de carbono, es decir adicional a la resina orgánica opcional. Los ejemplos de las fuentes de carbono adicionales convenientes son pentaeritritol, dipentaeritritol, alcohol de polivinilo, almidón, polvo de celulosa, resinas de hidrocarburo, cloroparafinas, y plastif ¡cantes fosfatados. Los retardadores de fuego con excepción de cloroparafinas pueden también utilizarse en la formulación (tal como borato de zinc).

La composición de acuerdo a todas las modalidades de la presente invención preferiblemente contiene de 10 a 80% en peso, más preferiblemente de 15 a 65% en peso, y mayormente preferiblemente de 25 a 45% en peso de aglutinante.

El compuesto capaz de reaccionar con o de catalizar la reacción entre los grupos funcionales (que es: el agente endurecedor) está preferiblemente presente en la composición en una cantidad de 1 a 20% en peso, más preferiblemente de 5 a 15% en peso, y mayormente preferible de 7 a 12% en peso.

La composición contiene preferiblemente de 1 a 70% en peso, preferiblemente l!a 60 % peso, y más preferiblemente de 5 a 50% en peso de ingredientes intumescentes. Todos los porcentajes del peso se basan en el peso de la composición entera.

La composición de acuerdo a todas las modalidades de la invención también puede contener un compuesto el cual actúa como un catalizador : para la condensación de Si-O. La composición es generalmente capaz de curar bajo condiciones de temperatura ambiente yihumedad secada al tacto durante 2 a 20 horas incluso sin un catalizador, pero un catalizador puede preferirse para proporcionar un curado más rápido.

Un ejemplo de un catalizador para la condensación de Si-O es un compuesto de alcoxititanio, por ejemplo un compuesto de quelato de titanio tal como un titanio bis(acetilacetonato)dialcoxido, por ejemplo, titanio bis (acetilacetonato)diisopropóxido, titanio bis(acetoacetato)dialcóxido, por ejemplo, titanio bis(etilacetoacetato)diisopropóxido, o un titanato de alcanolamina, por ejemplo, titanio bis (trietanolannina)diisopropóxido, o un compuesto de alcoxititanio que no es un quelato tal como tetra(isopropil)titanato o tetrabutiltitanato. Tales grupos alcoxi que contienen compuestos de titanio enlazados al titanio pueden no actuar como catalizadores solos, ya que el grupo alcóxido de titanio es hidrolizable y el catalizador puede llegar a estar enlazado a la composición curada por las enlaces de Si-O-Ti. La presencia de tales fracciones de titanio en la composición curada puede ser ventajosa para proporcionar incluso una estabilidad de calor más elevada. El compuesto de titanio puede por ejemplo utilizarse en 0.1 a 5% en peso de aglutinante. Los compuestos de alcóxido correspondientes de circonio o aluminio también son útiles como catalizadores.

Otro ejemplo de un catalizador conveniente es un compuesto de organoestaño, por ejemplo un dicarboxilato de dialquilestaño tal como dilaurato de dibutilestaño o diacetato de dibutilestaño. Tal catalizador de organoestaño puede por ejemplo utilizarse en 0.05 a 3% en peso, basado en el peso del aglutinante.

Otros catalizadores eficaces son las sales orgánicas, tales como carboxilatos, de bismuto, por ejemplo bismuto tris (neodecanoato). Las sales y/o quelatos orgánicos de otros metales tales como zinc, aluminio, circonio, estaño, calcio, cobalto, o estroncio, por ejemplo acetilacetonato de circonio, acetato de zinc, acetilacetonato de zinc, octanoato de zinc, octanoato estañoso, oxalato estañoso, acetilacetonato de calcio, acetato de calcio, 2-etilhexanoato de calcio, naftenato de cobalto, dodecilbenceno sulfonato de calcio, o acetato de aluminio, 1 ,8-di-azabiciclo-[5.4.0]undec-7-eno también pueden ser eficaces como catalizadores.

La composición de la invención puede contener adicionalmente solventes y/o pigmentos. Los ejemplos de solventes convenientes son di-metilbenceno y trimetilbenceno.

Los ejemplos de pigmentos convenientes son dióxido de titanio (pigmento blanco), pigmentos coloreados tales como negro de carbono, uno o más pigmentos de consolidación tales como fibras, por ejemplo fibra de cerámica, fibra de vidrio, o fibra de carbono, uno o más: pigmentos anti-corrosivos tales como wolastonita o un cromato, molibdato o fosfonato, y/o un relleno de pigmento tal como carbonato de calcio o talco, barita.

La composición puede también contener uno o más agentes espesantes tales como silicio de partícula fina, arcilla de bentonita, aceite de ricino hidrogenado, o cera de poliamida, uno o más plastificantes, dispersantes de pigmento, estabilizadores, agentes de liberación de molde, modificantes superficiales, retardador de flama, agentes antibacterianos, antimoldes, rellenos de baja densidad, rellenes endotérmicos, promotores de residuos carbonosos, ¡auxiliares fluidificantes, y agentes de nivelación.

Aunque las fibras pueden estar presentes en la composición, su presencia no se requiere para obtener un residuo carbonoso duro. Por lo tanto, es preferido que la composición de acuerdo a la presente invención no contenga fibras.

Es adicionalmente preferido que la composición no comprenda un nanoarcil'la y grafito.

La composición también puede contener partículas diminutas de silicio amorfo con tamaños de partículas de aproximadamente un micrón o menos, preferiblemente aproximadamente de 3 a 500 nanómetros. Estas partículas ayudan a reducir la densidad del recubrimiento intumescente. Los ejemplos de las diminutas partículas de sílice convenientes incluyen sílice de flama, sílice de arco, sílice precipitado y otros sílices coloidales. Preferiblemente, las diminutas partículas de sílice pirógena son partículas de sílice pirógena. Mayormente preferible, el sílice pirógena es un sílice superficial tratado, por ejemplo un sílice tratado con dimetildiclorosilano o hexametildisilazano. Más Incluso mayormente preferible, las partículas de sílice amorfas son partículas de síllice pirógena tratadas con aceite de polidimetilsiloxano.

La composición de acuerdo a la presente invención preferiblemente contiene 0.1-10% en peso, y más preferiblemente 0.5-5% en peso de partículas de sílice amorfas. Las partículas de sílice tienen preferiblemente una superficie de área de preferiblemente 20-500 m2/g.

La composición generalmente se cura a temperatura ambiente, por ejemplo -5o a 40°C, y por lo tanto es conveniente para la aplicación de estructuras grandes donde de aplicación donde el curado por calor es imprácticas cuando la temperatura es baja. La hidrólisis de los grupos alcoxi enlazados al silicio dependen de la presencia de humedad: en casi todos los climas de humedad atmosférica es suficiente, pero una cantidad controlada de humedad puede necesitar agregarse a la composición durante el curado a temperatura sub-ambiente o durante el curado en localizaciones de humedad muy baja (desierto). El agua es preferiblemente empacada por separado de cualquier compuesto que contiene grupos alcoxi enlazados con el silicio.

La composición de acuerdo a todas las modalidades de la presente invención tiene preferiblemente un contenido de sólidos de por lo menos 50% en peso (% en peso), más preferiblemente por lo menos 80% en peso, y mayormente preferible por lo menos 85% en peso, basados en el peso total de la composición. El contenido de sólidos se basa en un cálculo teórico del solvente en la formulación excepto el que sería liberado en el curado.

El contenido orgánico volátil (VOC) de la composición como la presente en una pintura puede (es decir: antes del curado) no exceder preferiblemente de 250 g/l y más preferiblemente es menor de 100 g/l solvente por el litro de la composición.

Los valores antes mencionados se refieren a los de la composición completa. ¡Por lo tanto, si la composición tiene la forma de una composición de 2 paquetes, se refieren al contenido de sólidos y al VOC de la composición después de que se hayan mezclado los dos paquetes.

La composición de acuerdo a todas las modalidades de la presente invención puede aplicarse en varios sustratos. Es particularmente conveniente aplicarse en sustratos de metal, más particularmente en sustratos de acero. Debido a la fuerza de los residuos carbonosos, el intumescente puede también proteger las estructuras contra fuegos de chorro, es decir a temperatura alta, flujo de calor alto,; llamas a alta velocidad. Algunas composiciones de acuerdo a la presente invención pueden también aplicarse así en zonas resistentes al fuego de chorro.

La composición puede aplicarse por métodos convencionales para aplicar las composiciones intumescentes, tales como rocío o fratasado.

La invención será; aclarada con referencia a los ejemplos siguientes. Éstos se desean para ilustrar la invención pero no deberán interpretarse como limitantes de ninguna manera del alcance la misma.

Ejemplos a) Recubrimientos Probados Los siguientes sistemas de control de resina fueron estudiados: i) Control 1 - Epoxido líquido de Bisfenol A (DER331) + agente endurecedor de amina de poliamida (INCA 380) ii) - Control 2 -Triacrilato de trimetílolpropano (Sartomer 351) + agente endurecedor de amina de poliamida (INCA 830) Los detalles de todas las materias primas se proporcionan en la tabla 1 del Apéndice.

El sistema de Bisfenol A es más representativo de las resinas usadas en recubrimientos intumescentes de hidrocarburo comercial y como se probaron con y sin fibras.

Los recubrimientos se formularon como recubrimiento de resina estequiometria de PVC 40%, 100%, relación de Amonio Polifofato: Pentaeritritol: Melamina 4:1 Las pinturas fueron 100% sólidas es decir sin solvente introducido. La pigmentación se mezcló en la resina usando el equipo de dispersión de alta velocidad, con pigmentos que se dividieron entre dos paquetes (resina y agente epoxi) como fuera apropiado.

Otro conjunto de recubrimientos también fueron probados en donde las fibras se agregaron al recubrimiento. Se agregó una mezcla de 3 fibras; 0.8% en peso de fibra de carbono, 0.8% en peso de fibra roca, 0.8% en peso de fibra de silicato de magnesio.

Nominalmente los recubrimientos equivalentes fueron producidas basadas en un intervalo de aglutinantes de siloxano para cubrir varias modalidades de la presente invención.

Modalidad A: Polisiloxano funcional (HP2000) + resina orgánica (Sartomer 361) + agente endurecedor (DER331).

Modalidad B: Polisiloxano funcional (HP2000) + agente endurecedor orgánico (DER331).

Modalidad Bii: Polisiloxano funcional (HP2000) + polisiloxano funcional epoxi (Silikopon EF).

Modalidad C: Resina orgánica con grupos siloxano pendiente (Silikopon EF) + agente endurecedor de amina (Inca 380). ; Modalidad D: Siloxano con funcionalidad de silano alcoxi (intermediario 3074) + resina funcional orgánica (Eponex 1510) + agente de acoplamiento (silano amino Silquest A- 100) + catalizador (Fascat 4200).

Estas resinas se evaluaron con y sin fibras y la carga de fibra fue 50% para las modalidades Bl y C.

Las formulaciones del recubrimiento se proporcionan en la tabla 2 del apéndice. b) Pruebas realizadas Los recubrimientos se probaron en una operación de horno 1.5m3 debajo de una curva de calentamiento de hidrocarburo (de acuerdo con BS476). Se registró el tiempo de falla (cuando la cara posterior del panel de acero recubierto alcanzo los 400°C).

Los recubrimientos se aplicaron por rocío sin aire en 4 mm de espesor en la placa de acero de 12 x 12 pulgadas. No se utilizó malla de refuerzo. Cinco termopares se unieron a la parte posterior de cada placa de acero y la lectura media del termopar fue tomada.

En la prueba las placas recubiertas se montan verticalmente. La prueba de horno por lo tanto, proporciona una valoración de características adhesivas/cohesivas de los residuos carbonosos. Cuando se observa la deficiente adherencia/cohesión el recubrimiento expandido puede separarse del panel. Las propiedades cohesivas se creen que se relacionan con la resistencia de los residuos carbonosos.

Adicionalmente la resistencia de los residuos carbonosos se midió en dos maneras; a) usando una prueba de indicador de dureza y b) usando un calibrador comercial. En ambas pruebas los residuos carbonosos se midieron después del enfriamiento a temperatura ambiente. Ambas pruebas miden la resistencia a la compresión de los residuos carbonosos. En la primera prueba de dureza de los residuos carbonosos se determinó por la dureza evaluada por el indicador en una escala de 0 (deficiente) a 5 (bueno). Para la segunda prueba el calibrador es un calibrador Mecmesin AFG 100 que se maneja en los residuos carbonosos a 0.25 mm/seg. Se mide lia fuerza en función de la profundidad de penetración. Para permitir una comparación de la resistencia de varios residuos carbonosos se comparó la fuerza requerida para alcanzar 80% de compresión de los residuos carbonosos.

Las pruebas de indicación de dureza y calibrador de fuerza también fueron realizados en un retardador de flama, es decir un intumescente no conocido, que comprende un sistema de resina funcional epoxi siloxano de amina, cuyos detalles se encuentran en la figura 2 del apéndice. El recubrimiento retardador de flama comprende únicamente grafito y no ambos un auxiliar que forma residuos carbonosos y espumantes. También contuvo un componente adicional de nanoarcilla disperso en la resina.

Resultados Estos resultados de la prueba de horno se concluyen en la tabla 1.

Los recubrimientos de siloxano de acuerdo a la presente invención con y sin fibras proporcionan por lo menos desempeño de fuego equivalente (con respecto al tiempo a 400°C) con los controles y en ciertos casos proporciona una mejora significativa en el tiempo de falla.

Los resultados dei la dureza de los residuos carbonosos del calibrador de fuerza se presentaron en la tabla 2. La fuerza después de la compresión de 80% de los residuos carbonosos se registró.

Los resultados muestran que los recubrimientos de control tienen fuerza muy baja incluso cuando contienen las fibras. De hecho, en el control 1 sin fibras se separa totalmente al enfriamiento ilustrando su deficiente adherencia/cohesión. El recubrimiento retardador de flama también fue muy suave. Los recubrimientos de polisiloxano de la presente invención sin fibras y el 50% de carga tienen mayor fuerza que los controles que contienen fibra y el retardador de flama. También se ha mostrado por lo tanto que bajar el contenido de fibra en los polisiloxanos de acuerdo a la presente invención todavía permite que se forme un residuo carbonosos duros.

Tabla 1: Datos de Prueba de Horno Recubrimiento Tiempo a 400°C Control Control 1, (DER331 + INCA830), Sin 30 fibra Control 1 , Fibra 32 Control 2, (Sartomer + INCA830), Sin No fibra probada Control 2, Fibra 26 Recubrimiento Tiempo a 400°C Modalidad A, Sin Fibra 29 Modalidad A, Fibra 27 Modalidad Bi, Sin fibra 29 Modalidad Bi, Mitad Fibra 28.5 Modalidad Bi, Fibra 25 Modalidad Bii, Sin fibra 43 Siloxanos Modalidad Bii, Fibra 34 Modalidad C, Sin Fibra 34 Modalidad C, Mitad Fibra 39.3 Modalidad C, Fibra 42.1 Modalidad D, Sin Fibra 44 Modalidad D, Fibra 33.5 La adición de fibras al polisiloxano también muestra la fuerza superior lejana de los recubrimientos de polisiloxano de la presente invención comparada a los recubrimientos de control y retardador de flama.

Fue claro durante las mediciones de dureza de los residuos carbonosos del calibrador de fuerza que una alta fuerza compresiva está desarrollada incluso a grados bajos de compresión, lo que es adicionalmente evidencia que los residuos carbonosos de polisiloxano son mucho más duros y/o más fuertes.

Tabla 2: Mediciones del Calibrador de Fuerza de la Resistencia de los Residuos Carbonosos Recubrimiento Fuerza (Newton) Control 1, Sin Residuos carbonosos Control fibra desprendidos en enfriamiento por lo que no fue posible la medición Control 1 , Fibra 1.5 Control 2, Sin — fibra Control 2, Fibra 3.1 Retardador de Flama 0.5 Modalidad A, Sin 9 Fibra Modalidad A, 39 Siloxanos Fibra Modalidad Bi, 9 Sin fibra Modalidad Bi, 35 Fibra Recubrimiento Fuerza (Newton) Modalidad Bi, Mitad Fibra 40 Modalidad Bii, Sin fibra 22 Modalidad Bii, Fibra 16 Siloxanos Modalidad C, Sin Fibra 12.5 Modalidad C, Mitad Fibra 18 Modalidad C, Fibra 18 Modalidad D, Sin Fibra 15.5 Modalidad D, Fibra 17 La valoración de la "prueba indicadora" de la dureza de los residuos carbonosos se concluyó en la tabla 3.

Los resultados muestran nuevamente que los recubrimientos de siloxano sin las fibras y la carga de 50% de fibra son más fuertes que los recubrimientos que contienen fibras de control.

Los residuos carbonosos producidos de los recubrimientos de siloxano de la presente invención fueron también más homogéneos en contraste con residuos carbonosos producidos con los recubrimientos ; de control ya que tienen una estructura frágil, acodada.

Tabla 3: Resistencia de los Residuos Carbonosos valorados por la "prueba indicadora" (índice 0-5, 0 deficiente/5 buena) Recubrimiento Fuerza (Newton) Control 1, Sin Residuos carbonosos fibra desprendidos en enfriamiento por lo que no fue posible medir Control 1 , Fibra 1 Control 2, Sin No medida Control fibra Control 2, Fibra 1 Retardador de 1.5 Flama Modalidad A, Sin 2 Fibra Modalidad A, 4 Fibra Modalidad, Bi, Sin 5 fibra Modalidad Bi, 4 Fibra Modalidad, Bii, 3.5 Sin Fibra ' Polisiloxano Modalidad Bii, 4 Fibra Modalidad C, Sin 5 Fibra Modalidad C, 4.5 Mitad Fibra Modalidad C, 3 Fibra Modalidad D, Sin 2.5 Fibra Modalidad D, 3 Fibra Los experimentos demuestran claramente que los recubrimientos de acuerdo a la presente invención proporcionan buena protección contra los incendios y en ausencia de fibras producen residuos carbonosos con un mejor pegamento y resistencia cohesiva que los recubrimientos intumescentes que contienen fibra conocidos. Los recubrimientos tales como los de la presente invención con una carga más bajo de fibra que pueda mantener una buena resistencia de residuos carbonosos también son benéficos con respecto a la estética del recubrimiento y propiedades de rocío (que mantienen las relaciones de mezclado efectivas de la pintura aplicada), dos propiedades que son adversamente afectadas por altas cargas de fibra.

Tabla 1 Apéndice - Materias Primas Intermediario 3074 Antes Dow Corning una resina de siloxano funcional metoxi Eponex 1510 Antes Hexion Speciality Chemicals una resina epoxi Bisfenol A Hidrogenado Siliquest A-100 Antes omentive Performance Chemica.ls. Agente endurecedor Silano amino Wacker fluido de silicona Silicona amino funcional (MW =1000 basado en 65000VP PDMS, funcionalidad 2.6) Nanofil 32 Nanoarcilla antes Sud Chemie Vantico MY-0510 Resina epoxi (peso equivalente epoxi 101) Grafguard 220-80B Grafito expandible antes Graftech % en peso de la Composición Control Control 1, Control 2, Retardador de 1 Fibra Fibra Fuego DER 331 32.32 32.14 Exolit 34.3 32.98 33.84 AP 422 Sartomer 351 24.15 MY 0510 8.05 Inca 830 16.08 15.98 22.68 Melafine 8.6 8.25 8.48 Charmor P 40 8.6 8.25 8.48 Rockfibers 0.8 0.8 Isofrax 1260 0.8 0.8 Sigafril C25 0.8 0.8 Fluido de Silicona 65.38 65000VP Nanofil 32 6.54 Grafguard 220-80B 20.03 Nota el Control 2 formulación sin fibra no se incluyó ya que no fue probada.

Modalidad A Modalidad B Modalidad C Modalidad D

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Composición intumescente curable a temperatura ambiente, que comprende: A) un aglutinante que comprende (i) una resina que comprende una cadena de polisiloxano o un precursor para la cadena, (ii) opcionalmente una resina orgánica, y (iii) por lo menos un tipo de grupo funcional seleccionado del grupo que consiste de epoxi, amina, mercaptano, ácido carboxílico, acriloilo, isocianato, alcoxisililo, y grupos anhídrido, los grupos funcionales que están presentes como grupos pendientes y/o terminales en la resina que comprenden una cadena de polisiloxano o el precursor para la cadena, y/o en la resina orgánica, a condición de que si el aglutinante contiene grupos alcoxisililo como el único tipo de grupos funcionales, estos grupos alcoxisililo están: presentes en la resina orgánica, B) un compuesto capaz de hacerse reaccionar con o catalizar la reacción entre los grupos funcionales, y C) un espumante y un compuesto de fosforo auxiliar que forma residuos carbonosos.

2. Composición intumescente de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el aglutinante comprende una resina orgánica, la resina que comprende una cadena de polisiloxano es un polisiloxano con grupos laterales orgánicos que contienen grupos funcionales, y en donde la resina comprende una cadena de polisiloxano que se hizo reaccionar previamente o mezclada con la resina orgánica.

3. Composición intumescente de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la resina que comprende una cadena de polisiloxano es un polisiloxano con grupos laterales orgánicos que contienen grupos funcionales.

4. Composición intumescente de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el compuesto es capaz de hacerse reaccionar con o catalizar la reacción entre los grupos funcionales que se seleccionan de las resinas orgánicas y polisiloxanos.

5. Composición intumescente de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el aglutinante comprende la resina orgánica y grupos funcionales que están presente en la resina orgánica.

6. Composición intumescente de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la resina que comprende una cadena de polisiloxano tiene una estructura orgánica con una o más cadenas de polisiloxano pendientes y los grupos funcionales están presentes como1 grupos pendientes o terminales en la estructura orgánica o cadenas de polisiloxano.

7. Composición^ intumescente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde los grupos funcionales son grupos funcionales epoxi o grupos funcionales de acrilato.

8. Composición intumescente de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el compuesto es capaz de hacerse reaccionar con o catalizar la reacción entre los grupos funcionales que comprenden grupos funcionales de amina.

9. Composición intumescente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en donde el espumante también es el auxiliar que forma .residuos carbonosos.

10. Composición intumescente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 9, en donde el espumante es polifosfato de amonio.

11. Uso de una composición de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores para proteger las estructuras del fuego.

12. Sustrato que comprende una capa formada aplicando una composición de acuerdo con las reivindicaciones 1-10 en la superficie del sustrato,¦ seguida por el curado de la composición para formar una capa. ,