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ES2877600T3 - Método de recubrimiento de formulaciones epoxídicas a base de agua para ignifugación aplicada - Google Patents

Método de recubrimiento de formulaciones epoxídicas a base de agua para ignifugación aplicada Download PDF

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ES2877600T3
ES2877600T3 ES15746566T ES15746566T ES2877600T3 ES 2877600 T3 ES2877600 T3 ES 2877600T3 ES 15746566 T ES15746566 T ES 15746566T ES 15746566 T ES15746566 T ES 15746566T ES 2877600 T3 ES2877600 T3 ES 2877600T3
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Abstract

Un método de recubrimiento que comprende: (i) aplicar un material ignífugo inorgánico a un sustrato, en el que el material ignífugo inorgánico incluye un producto ignífugo a base de yeso o de cemento Portland que comprende un aglutinante inorgánico y una o más cargas, y en el que el material ignífugo inorgánico tiene un contenido de agua de al menos el 20 % en peso; y (ii) aplicar en el plazo de 192 horas un recubrimiento uniforme de una composición de recubrimiento al material ignífugo inorgánico, en el que el recubrimiento de una composición de recubrimiento tiene un grosor entre 0,0254 mm y 0,1523 mm (1 y 6 milésimas de pulgada) y en el que la composición de recubrimiento es una composición epoxídica a base de agua que comprende una resina epoxídica, un endurecedor de amina y agua y en el que un recubrimiento uniforme puede incluir lo siguiente: ninguna parte del material sin recubrimiento, que cada parte del recubrimiento tenga sustancialmente el mismo grosor, que todos los componentes de la composición de recubrimiento se dispersen uniformemente en el recubrimiento y/o que el recubrimiento tenga sustancialmente el mismo rendimiento en todo el material ignífugo recubierto.

Description

DESCRIPCIÓN
Método de recubrimiento de formulaciones epoxídicas a base de agua para ignifugación aplicada
Campo de la tecnología
La presente divulgación se refiere a composiciones de recubrimiento, a kits y a métodos de aplicación de las mismas, para su uso con materiales ignífugos.
Antecedentes
En la industria de la construcción, las estructuras pueden recubrirse con material ignífugo pasivo. Se sabe que el material ignífugo proporciona resistencia al fuego a los elementos de acero de los edificios. El material ignífugo se usa para producir recubrimientos sobre un sustrato que va a protegerse. Los recubrimientos pueden mantenerse unidos mediante aglutinantes orgánicos o inorgánicos. Los que tienen aglutinantes inorgánicos son el objeto principal de esta divulgación y se denominarán “ignifugación inorgánica”, “material ignífugo aplicado por pulverización” o “SFRM”. Otras ignifugaciones en las que los aglutinantes primarios son productos químicos orgánicos suelen denominarse “materiales resistentes al fuego intumescentes” o “IFRM”.
Los SFRM suelen consistir en aglutinantes inorgánicos, tales como yeso o cemento Portland, y diversas cargas, tales como vermiculita, mica, silicato de calcio, yeso, perlas de poliestireno ligero, lana mineral, fibras de vidrio, fibras cerámicas, mineral de aluminio, arcilla y cuarzo. Ejemplos de productos ignífugos a base de yeso son Cafco® 300 de Isolatek International, Pyrolite® 15 de Carboline y Monokote® MK-6 de W. R. Grace. Ejemplos de productos ignífugos a base de cemento Portland son Fendolite® MII de Isolatek International, Pyrocrete® 241 de Carboline y Monokote® tipo Z-146 de W. R. Grace.
Los materiales ignífugos pasivos, una vez aplicados, suelen estar recubiertos. Los recubrimientos pueden proporcionar una durabilidad adicional, particularmente contra los efectos negativos provocados por productos químicos corrosivos o la entrada de agua de lluvia, de lavado y agua salada. La degradación física provocada por los ciclos de congelación-descongelación es un ejemplo de un efecto negativo de este tipo. Es habitual en la industria usar un adhesivo no acuoso (es decir, de base orgánica) como recubrimiento. Estos recubrimientos de base orgánica pueden actuar como adhesivo y/o imprimación superior para la posterior aplicación de otros recubrimientos protectores o decorativos, tales como pintura. Un ejemplo de adhesivo de base orgánica es Carboguard® 1340. Es beneficioso aplicar el recubrimiento poco después de la aplicación del material ignífugo a un sustrato. La aplicación del recubrimiento en el plazo de unas horas o unos días puede reducir el coste de los andamios u otros soportes de construcción. Una vez que el material ignífugo se ha recubierto, estos soportes de construcción pueden retirarse. La posibilidad de que la construcción avance sin el retraso que supone esperar a que se aplique el recubrimiento puede reducir los costes de alquiler y liberar la zona para otros usos. Un recubrimiento rápido también puede reducir la velocidad de secado prematuro. También puede permitir un buen curado y desarrollo de resistencia, especialmente en condiciones de calor y/o sequedad.
En la mayoría de las aplicaciones, es beneficioso que el recubrimiento recubra uniformemente el material ignífugo. La ignifugación aplicada puede ser gruesa (por ejemplo, 1-2 pulgadas o más) y puede contener inicialmente una cantidad considerable de agua (por ejemplo, el 30-70 %). Dependiendo de las condiciones ambientales, la ignifugación aplicada puede necesitar varios días para curarse. Los recubrimientos, tales como Carboguard® 1340, no proporcionan un recubrimiento suficientemente uniforme cuando se aplican poco después de la aplicación del material ignífugo. Debido a su alto contenido de agua, el líquido no acuoso e hidrófilo tiende a acumularse cuando se aplica, lo que da como resultado un recubrimiento irregular y no uniforme. Por consiguiente, este recubrimiento no uniforme no puede proporcionar la mejora deseada de la durabilidad y/o la reducción de las velocidades de secado temprano
El documento US2004/0176004A1 se refiere a la protección contra el fuego de estructuras y, más específicamente, al recubrimiento de protección contra el fuego aplicado a los elementos estructurales de un edificio terminado reforzado con materiales compuestos de fibra/resina.
El documento US4.308.183 se refiere a recubrimientos epoxídicos a base de agua que tienen un acabado de brillo similar al de las baldosas, que es duro, resistente a la abrasión, resistente a los productos químicos, y duradero. La presente divulgación se refiere a composiciones de recubrimiento, a kits y a métodos de aplicación de las mismas, para su uso con materiales ignífugos. Las composiciones de recubrimiento son eficaces para controlar la velocidad de secado y la contracción de los materiales ignífugos. También pueden aplicarse a materiales ignífugos poco después de la aplicación de estos materiales a un sustrato.
Sumario
La presente divulgación se refiere a composiciones de recubrimiento, a kits y a métodos de aplicación de las mismas, para su uso con materiales ignífugos
La presente invención se refiere a un método de recubrimiento tal como se define en la reivindicación 1 adjunta. En una realización, la presente divulgación se refiere a un método de recubrimiento de un material ignífugo, que incluye aplicar una composición de recubrimiento al material ignífugo, en el que el material ignífugo tiene un contenido de agua de al menos el 20 % en peso, y en el que la composición de recubrimiento forma un recubrimiento uniforme sobre el material ignífugo.
En otra realización, la presente divulgación se refiere a un método de recubrimiento de un material ignífugo, que incluye aplicar una composición de recubrimiento al material ignífugo en el plazo de una (1) hora después de la aplicación del material ignífugo a un sustrato, en el que la composición de recubrimiento forma un recubrimiento uniforme sobre el material ignífugo.
En otra realización, la presente divulgación se refiere a una composición de recubrimiento epoxídica a base de agua que comprende una resina epoxídica, un endurecedor de amina y agua.
En otra realización, la presente divulgación se refiere a una composición que comprende una primera capa que incluye material ignífugo y una segunda capa que incluye una composición de recubrimiento epoxídica a base de agua. El material ignífugo de la composición puede tener un contenido de agua de al menos el 20 % en peso. El recubrimiento epoxídico a base de agua de la composición puede formar una capa uniforme sobre el material ignífugo.
En otra realización, la presente divulgación se refiere a un kit para preparar una composición de recubrimiento que comprende una primera disolución que tiene una resina epoxídica y una segunda disolución que tiene un endurecedor de amina, en la que una o ambas disoluciones contienen agua.
Breve descripción de las pruebas
Las figuras 1 y 2 son etiquetas para las realizaciones comerciales de la presente divulgación.
Las figuras 3A, 3B, 4A y 4B son fichas de datos de seguridad del material para las realizaciones comerciales de la presente divulgación.
Las figuras 5A y 5B son una guía de aplicación para las realizaciones comerciales de la presente divulgación.
Descripción detallada
La presente divulgación se refiere a composiciones de recubrimiento, a kits y a métodos de aplicación de las mismas, para su uso con materiales ignífugos. Un objeto de la presente divulgación es reducir la velocidad de secado y la contracción en ignifugaciones aplicadas por pulverización, en particular en ignifugaciones que contienen agregados ligeros y aglutinantes (por ejemplo, yeso o cemento). Al reducir la velocidad de secado, puede aumentarse la resistencia del material ignífugo. Del mismo modo, al reducir la tasa de contracción, puede reducirse el potencial de fisuración.
Sorprendentemente, se ha descubierto que los recubrimientos epoxídicos a base de agua pueden aplicarse muy poco después de la aplicación de la ignifugación húmeda. Se preveía que una formulación epoxídica a base de agua podría no proporcionar un recubrimiento eficaz sobre la ignifugación sustancialmente húmeda debido a la dilución por el agua en la ignifugación, perjudicando así la reacción amina/epoxi necesaria para formar un recubrimiento. También se preveía que la naturaleza hidrófila de un recubrimiento epoxídico a base de agua podría proporcionar demasiada penetración de agua y no proporcionar el retardo de secado y la protección contra la entrada de agua deseados. Las composiciones de recubrimiento (por ejemplo, las formulaciones epoxídicas a base de agua) de la presente divulgación forman recubrimientos uniformes y eficaces que no se ven sustancialmente afectados por la penetración de agua.
Se conocen adhesivos a base de agua, tales como Carboguard® 1340 WB. Sin embargo, tal como se describe en la ficha de datos del producto Carboguard® 1340 WB, Carboguard® 1340 WB está indicado para su uso sólo con hormigón. No se describe como útil o aplicable a la ignifugación. Además, Carboguard® 1340 Wb está indicado para su uso sólo después de 28 días de haber vertido y curado el hormigón nuevo. No se describe como útil o aplicable a hormigón húmedo y/o no curado o a ignifugación.
Tal como se usa en el presente documento, el término “velocidad de secado” o “tiempo de secado” se refiere al tiempo que tarda una ignifugación aplicada en secarse desde su contenido de agua original o aplicado (por ejemplo, el 50 % en peso de agua) hasta su contenido de agua nominal o restante (por ejemplo, el 5 % en peso de agua). Tal como se usa en el presente documento, el término “contracción” o “tasa de contracción” se refiere a la tasa de disminución de la longitud del material en una o más direcciones durante el secado/curado, provocando de ese modo una reducción de la tasa de disminución del volumen.
En una realización, la presente divulgación se refiere a un método de recubrimiento de un material ignífugo, que incluye aplicar una composición de recubrimiento al material ignífugo, en el que el material ignífugo tiene un contenido de agua de al menos el 20 % en peso, y en el que la composición de recubrimiento forma un recubrimiento uniforme, o un recubrimiento sustancialmente uniforme, sobre una parte o una parte sustancial, en el material ignífugo. La uniformidad suele determinarse mediante inspección visual, en la que un recubrimiento no uniforme se caracteriza por diferencias visuales de color o brillo.
El material ignífugo puede ser un material ignífugo conocido usado en la construcción. El material puede incluir uno o más aglutinantes inorgánicos, tales como yeso y cemento Portland. El material también puede incluir una o más cargas, tales como vermiculita, mica, silicato de calcio, yeso, perlas de poliestireno ligero, lana mineral, fibras de vidrio, fibras cerámicas, mineral de aluminio, arcilla y cuarzo. El material ignífugo puede incluir productos ignífugos a base de yeso, tales como Cafco® 300, Pyrolite® 15 y Monokote® MK-6, y productos ignífugos a base de cemento Portland, tales como Fendolite® MII, Pyrocrete® 241 y Monokote® tipo Z-146.
La composición de recubrimiento puede aplicarse mediante métodos conocidos usados para la aplicación de adhesivos y capas de acabado a materiales ignífugos. Los métodos de aplicación habituales incluyen pulverización, rodillo o brocha. En particular, la composición de recubrimiento se pulveriza sobre el material ignífugo.
La composición del recubrimiento puede ser de base epoxídica. El recubrimiento puede contener una resina epoxídica y un endurecedor. La resina epoxídica puede seleccionarse de las resinas epoxídicas conocidas. La resina epoxídica puede ser un compuesto de poliepóxido que contiene al menos dos grupos epoxi. Puede ser saturada o insaturada, alifática, cicloalifática, aromática o heterocíclica y puede estar sustituida. La resina epoxídica puede ser monomérica o polimérica.
En una realización, la resina epoxídica puede ser un diepóxido. El diepóxido, tal como se usa en el presente documento, se refiere a un compuesto de epóxido, o a una mezcla de compuestos de epóxido en la que al menos uno de los compuestos contiene dos grupos epoxi. La resina epoxídica puede ser un líquido a una temperatura comprendida entre 10 °C y menos de 50 °C. Los ejemplos de formas alifáticas de la resina epoxídica incluyen epóxido de trimetilpropano y dicarboxilato de diglicidil-1,2-ciclohexano.
Otros ejemplos de la resina epoxídica pueden incluir, por ejemplo, glicidil éteres de fenoles polihidroxilados o resinas epoxídicas preparadas a partir de una epihalohidrina y un fenol o un compuesto de tipo fenol. El compuesto de tipo fenol incluye compuestos que tienen un promedio de más de un grupo hidroxilo aromático por molécula. Los ejemplos de compuestos de tipo fenol incluyen fenoles dihidroxilados, bifenoles, bisfenoles, bifenoles halogenados, bisfenoles hidrogenados, bisfenoles alquilados, trisfenoles, resinas de fenol-aldehído, resinas novolacas (es decir, el producto de reacción de fenoles y aldehídos simples, preferiblemente formaldehído), resinas novolacas de aldehídofenol halogenado, resinas novolacas de aldehído-fenol sustituido, resinas de hidrocarburo-fenol, resinas de hidrocarburo-fenol sustituido, resinas de hidroxibenzaldehído-fenol, resinas de hidroxibenzaldehído-fenol alquilado, resinas de hidrocarburo-fenol, resinas de hidrocarburo-fenol halogenado, resinas de hidrocarburo-fenol alquilado o combinaciones de las mismas.
Los ejemplos adicionales de la resina epoxídica pueden incluir los diglicidil éteres de resorcinol, catecol, hidroquinona, bisfenol, bisfenol A, bisfenol AP (1,1 -bis(4-hidroxi lfenil)-1 -feniletano), bisfenol F, bisfenol , bisfenol S, tetrabromobisfenol A, resinas novolacas de fenol-formaldehído, resinas de formaldehído-fenol sustituido con alquilo, resinas de fenol-hidroxibenzaldehído, resinas de cresol-hidroxibenzaldehído, resinas de diciclopentadieno-fenol, resinas de diciclopentadieno-fenol sustituido, tetrametilbifenol, tetrametil-tetrabromobifenol, tetrametiltribromobifenol, tetraclorobisfenol A o una combinación de las mismas. En una realización, la resina epoxídica es un diglicidil éter de bisfenol A.
Los ejemplos de resinas epoxídicas a base de bisfenol A pueden incluir resinas epoxídicas disponibles comercialmente tales como la serie D.E.R.™ 300 (por ejemplo, D.E.R.™ 383) y la serie D.E.R.™ 600, disponibles comercialmente de The Dow Chemical Company. Los ejemplos de resinas novolacas epoxídicas pueden incluir resinas disponibles comercialmente tales como la serie D.E.N.™ 400, disponible comercialmente de The Dow Chemical Company.
El endurecedor puede seleccionarse de endurecedores conocidos. Los ejemplos de endurecedores, o compuestos de curado, incluyen endurecedores de formaldehído y endurecedores de amina. Los endurecedores de formaldehído incluyen fenol-formaldehído, resorcinol-formaldehído, catecol-formaldehído, hidroquinona-formaldehído, cresolformaldehído, floroglucinol-formaldehído, pirogalol-formaldehído, melamina-formaldehído, urea-formaldehído y combinaciones y derivados de los mismos. Los endurecedores de poliamina incluyen poliaminas alifáticas o alicíclicas, tales como etilendiamina (EDA), dietilentriamina (DETA), trietilentetramina (TETA), tetraetilenpentamina (TEPA), polioxipropilendiamina, polioxipropilentriamina, isoforondiamina, mentanodiamina, bis(4-amino-3-metildiciclohexil)metano y combinaciones o derivados de los mismos.
El endurecedor también puede contener una o más polialquilen-poliaminas lineales o ramificadas. La polialquilenpoliamina puede tener tres o más hidrógenos de amina por molécula, hasta 10 o más. Cada uno de los grupos alquileno puede contener desde 2 hasta 8 carbonos, preferiblemente desde 2 hasta 6 carbonos, y puede ser lineal o ramificado. Las polialquilen-poliaminas pueden tener pesos equivalentes de hidrógenos de amina tan bajos como de aproximadamente 20 hasta 50. El peso molecular de la polialquilen-poliamina puede ser de hasta 500, preferiblemente de hasta 200. La polialquilen-poliamina puede contener uno o más grupos amino terciarios. Estas polialquilenaminas pueden incluir, por ejemplo, dietilentriamina, trietilendiamina, tetraetilenpentamina, polietilenpoliaminas superiores, N',N'-bis(2-aminoetil)etano-1,2-diamina, 2-metilpentano-1,5-diamina y combinaciones o derivados de las mismas.
Los ejemplos adicionales de endurecedores incluyen diaminociclohexano, aminoetilpiperazina, dicianodiamida, fenilendiamina (particularmente el isómero meta), metilendianilina, bis(4-amino-3,5-dimetilfenil)-1,4-diisopropilbenceno, bis(4-aminofenil)1,4-diiospropilbenceno, mezclas de compuestos de metilendianilina y polimetilen-polianilina (a veces denominados PMDA, incluyendo productos disponibles comercialmente tales como DL-50 de Air Products and Chemicals, Inc.), diisocianato de dietiltolueno, metilen-bis(ciclohexilamina), 1,2, 1,3 y/o 1,4-bis(aminometil)ciclohexano, 2 y/o 4-alquilciclohexano-1,3-diamina, diaminodifenilsulfona y aductos de resina epoxídica-amina tales como D.E.H.™ 52 de The Dow Chemical Company.
El endurecedor también puede contener una amido-amina, tales como aquellas en las que algunos o todos los átomos de nitrógeno de la amina son en su lugar amidas. Estas pueden ser el equivalente a la obtenida mediante la reacción de un “ácido graso” con uno o más átomos de nitrógeno de amina. Estos ácidos grasos pueden contener entre 8 y 24 átomos de carbono y pueden contener uno o más grupos carboxilo. Las aminas pueden derivarse de poliaminas alifáticas tales como etilendiamina, dietilentriamina, trietilentetramina, tetraetilenpentamina y similares. Ejemplos comercialmente disponibles son Anquamine 401 y Anquamine 701, comercializados por Air Products and Chemicals, Inc.
En algunas realizaciones, pueden usarse aceleradores de (alquil inferior)ditiocarbamato de zinc como acelerador primario. Estos materiales están disponibles comercialmente en asociación con zinc en forma de sal, concretamente, dibutilditiocarbamato de zinc, dietilditiocarbamato de zinc, dimetilditiocarbamato de zinc y diamilditiocarbamato de zinc. En ausencia de un acelerador primario, pueden usarse niveles más altos de aceleradores secundarios.
El agua también puede estar presente en la parte epoxídica y/o de endurecedor de la composición. Las partes epoxídica y/o de endurecedor pueden incluir tensioactivos o modificaciones químicas apropiadas para proporcionar compatibilidad con el agua.
En otra realización, la presente divulgación se refiere a una composición de recubrimiento epoxídica a base de agua que comprende una resina epoxídica, tal como una resina epoxídica a base de bisfenol A, y un endurecedor, tal como un componente de poliamina alifática, y agua. En otra realización, la presente divulgación se refiere a una composición que comprende una primera capa que incluye material ignífugo y una segunda capa que incluye una composición de recubrimiento epoxídica a base de agua.
La razón de resina epoxídica con respecto a endurecedor en la composición de recubrimiento puede variar dependiendo de las características del epoxi deseado. La razón de resina epoxídica con respecto a endurecedor en la composición de recubrimiento puede oscilar entre 1:99 y 99:1. En particular, la razón de resina epoxídica con respecto a endurecedor en la composición de recubrimiento puede oscilar entre 1:10 y 10:1, o más particularmente entre 1:5 y 5:1.
La cantidad de resina epoxídica y de endurecedor en la composición de recubrimiento también puede variar dependiendo de las características deseadas. En algunas realizaciones, la cantidad de resina epoxídica en la composición de recubrimiento puede ser de al menos aproximadamente el 5 %, el 10 %, el 15 %, el 20 %, el 25 %, el 30 %, el 35 %, el 40 %, el 45 %, el 50 %, el 55 %, el 60 %, el 65 % o aproximadamente el 70 % en peso. Estos valores también pueden definir un intervalo, tal como, por ejemplo, de aproximadamente el 5 % en peso a aproximadamente el 70 % en peso, y en particular desde aproximadamente el 10 % en peso hasta aproximadamente el 60 % en peso. En otras realizaciones, la cantidad de endurecedor en la composición de recubrimiento puede ser de al menos aproximadamente el 5 %, el 10 %, el 15 %, el 20 %, el 25 %, el 30 %, el 35 %, el 40 %, el 45 %, el 50 %, el 55 %, el 60 %, el 65 % o aproximadamente el 70 % en peso. Estos valores también pueden definir un intervalo, tal como, por ejemplo, de aproximadamente el 5 % en peso a aproximadamente el 70 % en peso, y en particular desde aproximadamente el 15 % en peso hasta aproximadamente el 55 % en peso.
La composición de recubrimiento puede tener una base acuosa o semiacuosa. En una realización, la composición puede tener un contenido de agua de al menos aproximadamente el 5 %, el 10 %, el 15 %, el 20 %, el 25 %, el 30 %, el 35 %, el 40 %, el 45 %, el 50 %, el 55 %, el 60 %, el 65 %, el 70 %, el 75 %, el 80 %, el 85 % o aproximadamente el 90 % en peso. Estos valores también pueden definir un intervalo, tal como, por ejemplo, entre aproximadamente el 10 % en peso y aproximadamente el 90 % en peso. En particular, el contenido de agua puede estar entre aproximadamente el 10 % en peso y aproximadamente el 80 % en peso, o entre aproximadamente el 30 % en peso y aproximadamente el 70 % en peso. En una realización, la presente divulgación se refiere a una composición epoxídica a base de agua para el recubrimiento sobre ignifugación a base de cemento o de yeso, en la que el contenido de agua de la composición epoxídica a base de agua está entre aproximadamente el 10 % en peso y aproximadamente el 90 % en peso.
La composición de recubrimiento también puede contener componentes adicionales. Estos componentes adicionales pueden incluir cargas inorgánicas, óxido de titanio, arcilla, óxido de zinc, sulfato de bario, piedra caliza, dolomita, talco, negro de carbono, sílice, mica, wollastinita, cuarzo, microesperas y combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, los componentes adicionales son no polares, o sustancialmente no polares. En estas realizaciones, se evitan otros grupos polares, tales como el oxígeno. En otras realizaciones, la presente divulgación se refiere a una composición a base de agua en la que los componentes reactivos no contienen átomos de oxígeno, aparte de los proporcionados por la funcionalidad epoxi. Tal como se proporciona por la funcionalidad epoxi, los componentes que contienen oxígeno están en forma de oxígenos de éter, hidroxilo o epóxido. En algunas realizaciones, la composición puede contener componentes con átomos de oxígeno además de los proporcionados por la funcionalidad epoxi. Estos componentes adicionales pueden estar en forma de oxígenos de éter, hidroxilo o epóxido.
En una realización, la presente divulgación se refiere a una composición a base de agua que contiene al menos el 10 % en peso de cargas inorgánicas. En otra realización, la presente divulgación se refiere a una composición a base de agua que contiene al menos el 5 % en peso de dióxido de titanio. En otra realización, la presente divulgación se refiere a una composición a base de agua que contiene al menos el 5 % en peso de arcilla. La presente divulgación puede contener otros componentes, incluyendo antiespumantes, espesantes, agentes humectantes, tensioactivos, agentes antisedimentación, pigmentos, tintes, inhibidores de la corrosión, acelerantes tales como óxido de zinc, ácidos, fosfitos o aminas terciarias, disolventes tales como etilenglicol, butil éter, coalescentes tales como Texanol™ de Eastman o Solusolv™ 2075 de Solutia y resinas adicionales tales como polímeros vinílicos y acrílicos.
La composición de recubrimiento de la presente divulgación también puede contener tintes o pigmentos. La presencia de tintes y pigmentos puede ayudar a la aplicación de un recubrimiento uniforme. Mientras se aplica la composición de recubrimiento, puede observarse el color de la composición de recubrimiento para garantizar que se aplica un recubrimiento apropiado y uniforme. El color de un recubrimiento adecuado puede variar basándose, en parte, en la concentración de tinte usada y el grosor del recubrimiento deseado. Una realización particular es un color que, cuando se seca, coincide con el color no recubierto de la ignifugación, de manera que cualquier mínimo daño futuro no presenta un aspecto objetable.
La composición de recubrimiento puede aplicarse sobre un material con ignifugación aplicada que tiene un alto contenido de agua. La composición de recubrimiento puede proporcionar un recubrimiento eficaz cuando se aplica a una superficie ignífuga mojada y/o húmeda. La composición de recubrimiento no se ve perjudicada por ninguna dilución que pueda producirse por el agua en las capas superficiales del material ignífugo. La composición de recubrimiento puede aplicarse a un material con ignifugación aplicada que tiene al menos el 10 %, el 15 %, el 20 %, el 25 %, el 30 %, el 35 %, el 40 %, el 45 %, el 50 %, el 55 %, el 60 %, el 65 %, el 70 % o aproximadamente el 75 % en peso de agua. Estos valores también pueden usarse para definir un intervalo. Aunque los recubrimientos son a base de agua, una vez curados, proporcionan una resistencia suficiente a la penetración de agua y el retardo necesario para permitir un secado suficiente y la reducción concomitante de la tasa de contracción.
Cuando se aplica, la composición de recubrimiento puede formar un recubrimiento uniforme sobre el material ignífugo. Un recubrimiento uniforme puede incluir lo siguiente: ninguna parte del material sin recubrimiento, que cada parte del recubrimiento tenga sustancialmente el mismo grosor, que todos los componentes de la composición de recubrimiento se dispersen uniformemente en el recubrimiento y/o que el recubrimiento tenga sustancialmente el mismo rendimiento (por ejemplo, proteja, soporte, reduzca) en todo el material ignífugo recubierto.
En otra realización, la presente divulgación se refiere a un método de recubrimiento de un material ignífugo, que incluye aplicar una composición de recubrimiento al material ignífugo en el plazo de 1 hora después de la aplicación del material ignífugo a un sustrato, en el que la composición de recubrimiento forma un recubrimiento uniforme sobre el material ignífugo. Normalmente, debe transcurrir un tiempo largo o prolongado antes de poder aplicar un recubrimiento a la ignifugación. La necesidad de un tiempo prolongado se debe, en parte, a que la ignifugación aplicada tiene un alto contenido de agua (por ejemplo, una superficie mojada) y las composiciones de recubrimiento no acuosas son incompatibles con las superficies mojadas. La aplicación de una composición de recubrimiento no acuosa de este tipo a una superficie ignífuga mojada da lugar a un recubrimiento no uniforme.
Normalmente, el contenido de agua de un material con ignifugación aplicada es más alto directamente después de la aplicación a un sustrato. La composición de recubrimiento también puede aplicarse a una ignifugación aplicada en una fase temprana de secado, tal como en el plazo de aproximadamente 1 hora después de la aplicación del material ignífugo al sustrato. Dado que la composición de recubrimiento tiene base acuosa o semiacuosa, la composición de recubrimiento forma un recubrimiento uniforme sobre la ignifugación aplicada. En particular, la composición de recubrimiento puede aplicarse a una ignifugación aplicada en el plazo de aproximadamente 192 horas, o aproximadamente 168 horas, o aproximadamente 120 horas, o aproximadamente 96 horas, o aproximadamente 80 horas, o aproximadamente 72 horas, o aproximadamente 50 horas, o aproximadamente 48 horas, o aproximadamente 40 horas, o aproximadamente 36 horas, o aproximadamente 24 horas, o aproximadamente 16 horas, o aproximadamente 12 horas, o aproximadamente 8 horas, o aproximadamente 6 horas, o aproximadamente 4 horas, o aproximadamente 2 horas, o aproximadamente 1 hora después de la aplicación del material ignífugo al sustrato. La composición de recubrimiento puede aplicarse dentro de una ventana de tiempo basada en cualquiera de estos tiempos, tal como, por ejemplo, entre aproximadamente 1 hora y aproximadamente 80 horas, o cualquier combinación tal como se proporciona. En una realización, la presente divulgación se refiere a una composición a base de agua en la que el recubrimiento se aplica en el plazo de 8 días desde el momento en que se aplicó la ignifugación.
El grosor del recubrimiento debe ser suficiente para proporcionar un secado y una protección contra la entrada de agua adecuados, así como otras propiedades descritas en el presente documento. El grosor del recubrimiento puede medirse mediante cálculo, basándose en el volumen húmedo pulverizado y el porcentaje de sólidos en volumen. El grosor puede ser de entre aproximadamente 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,75, 0,8, 0,9, 1, 1,5, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o aproximadamente 10 milésimas de pulgada. Estos valores también pueden definir un intervalo, tal como, por ejemplo, de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 8 milésimas de pulgada, o de aproximadamente 0,75 a aproximadamente 6 milésimas de pulgada, o de aproximadamente 1 a aproximadamente 6 milésimas de pulgada, o cualquier combinación de los mismos (1 milésima de pulgada = 25 micrómetros). En una realización, la presente divulgación se refiere a una composición de recubrimiento a base de agua generada por la composición epoxídica a base de agua que tiene un grosor de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 8 milésimas de pulgada.
Para que se aplique correctamente al material ignífugo, la composición de recubrimiento debe tener una viscosidad adecuada. En una realización, la composición puede tener una viscosidad de entre aproximadamente 500 y aproximadamente 2.000 centipoises tal como se mide en un aparato RVT Brookfield a 23 °C, 10 rpm y husillo 3. Mediante la aplicación de la composición de recubrimiento de la presente divulgación a la ignifugación aplicada, puede controlarse (por ejemplo, reducirse) la velocidad de secado y/o la tasa de contracción de la ignifugación aplicada. Una velocidad de secado aceptable es aquella en la que la velocidad durante los primeros siete días se ha reducido, en relación con el material no recubierto, en el 10-50 % o más particularmente en el 20-40 %. En situaciones en las que la velocidad de secado de la ignifugación aplicada es demasiado rápida, el material ignífugo puede tener una resistencia, eficacia, perdurabilidad y fisuración reducidas, o una combinación de las mismas. Pueden producirse velocidades de secado aumentadas debido a condiciones climáticas secas, temperatura excesiva, exposición al sol, alto movimiento del aire o combinaciones de los mismos.
La composición de recubrimiento de la presente divulgación puede reducir la velocidad de secado de una ignifugación aplicada en al menos aproximadamente el 10 % en comparación con la velocidad de secado de una ignifugación aplicada sin la composición de recubrimiento. En particular, la velocidad de secado puede reducirse en al menos aproximadamente el 20 %, o al menos aproximadamente el 30 %, o al menos aproximadamente el 40 %, o al menos aproximadamente el 50 %, o al menos aproximadamente el 60 %, o al menos aproximadamente el 70 %, o al menos aproximadamente el 80 %, o al menos aproximadamente el 90 % en comparación con la velocidad de secado de una ignifugación aplicada sin la composición de recubrimiento.
La velocidad de secado puede medirse semanalmente. En una realización, la composición de recubrimiento puede proporcionar un recubrimiento que reduce la velocidad de secado durante la primera semana en al menos aproximadamente el 5 %, o en al menos aproximadamente el 10 %, o en al menos aproximadamente el 15 %, o en al menos aproximadamente el 20 %, o en al menos aproximadamente el 30 %, o en al menos aproximadamente el 40 %, o en al menos aproximadamente el 50 %, o en cualquier intervalo de estos valores (por ejemplo, el 10-50 % o el 20-40 %).
Una tasa de contracción aceptable es aquella en la que la tasa durante la primera semana de secado es menor del 80 % de la tasa sin el recubrimiento, o más particularmente menor del 60 % de la tasa sin el recubrimiento. En situaciones en las que la tasa de contracción de la ignifugación aplicada es demasiado rápida, el material ignífugo puede formar fisuras y puede tener una resistencia, eficacia y perdurabilidad reducidas, o combinaciones de las mismas. Pueden producirse tasas de contracción aumentadas debido a condiciones climáticas secas, temperatura excesiva, viento, exposición al sol o combinaciones de los mismos.
La composición de recubrimiento de la presente divulgación puede reducir la tasa de contracción de una ignifugación aplicada en al menos aproximadamente el 10 % en comparación con la tasa de contracción de una ignifugación aplicada sin la composición de recubrimiento. En particular, la tasa de contracción puede reducirse en al menos aproximadamente el 20 %, o al menos aproximadamente el 30 %, o al menos aproximadamente el 40 %, o al menos aproximadamente el 50 %, o al menos aproximadamente el 60 %, o al menos aproximadamente el 70 %, o al menos aproximadamente el 80 %, o al menos aproximadamente el 90 % en comparación con la tasa de contracción de una ignifugación aplicada sin la composición de recubrimiento.
Además de las velocidades de secado y tasas de contracción, la composición de recubrimiento de la presente divulgación puede impedir o reducir la entrada de agua a través del recubrimiento. Por ejemplo, la composición de recubrimiento puede reducir la penetración de agua en el material ignífugo en al menos aproximadamente el 5 %, o en al menos aproximadamente el 10 %, o en al menos aproximadamente el 15 %, o en al menos aproximadamente el 20 %, o en al menos aproximadamente el 30 %, o en al menos aproximadamente el 40 %, o en al menos aproximadamente el 50 %, o en cualquier intervalo de estos valores, en comparación con el material ignífugo no tratado.
En algunas realizaciones, puede aplicarse un recubrimiento de látex adicional sobre la composición de recubrimiento en el material ignífugo. El recubrimiento de látex puede contener polímeros o copolímeros a base de ésteres de ácido acrílico o alcohol vinílico. En una realización, el recubrimiento de látex puede aplicarse a la ignifugación aplicada recubierta en el plazo de 1 días de la aplicación de la composición de recubrimiento. En particular, el recubrimiento de látex puede aplicarse a la ignifugación aplicada recubierta en el plazo de 2 días, o aproximadamente 4 días, o aproximadamente 7 días, o aproximadamente 10 días, o aproximadamente 14 días, o aproximadamente 21 días, o aproximadamente 28 días, o aproximadamente 30 días de la aplicación de la composición de recubrimiento.
En otra realización, la presente divulgación se refiere a un kit para preparar una composición de recubrimiento que comprende una primera disolución que tiene una resina epoxídica, tal como una resina epoxídica a base de bisfenol A, y una segunda disolución acuosa que tiene un endurecedor, tal como una poliamina alifática.
Cuando una cantidad, concentración u otro valor o parámetro se da como un intervalo, un intervalo preferido o una lista de valores preferibles superiores y valores preferibles inferiores, debe entenderse que se dan a conocer específicamente todos los intervalos formados a partir de cualquier par de cualquier límite de intervalo superior o valor preferido y cualquier límite de intervalo inferior o valor preferido, independientemente de que los intervalos se den a conocer por separado. Cuando se menciona un intervalo de valores numéricos en el presente documento, a menos que se indique lo contrario, se pretende que el intervalo incluya los extremos del mismo, y todos los números enteros y fracciones dentro del intervalo. No se pretende que el alcance de la invención se limite a los valores específicos enumerados cuando se define un intervalo.
La presente invención se define además en los siguientes ejemplos. Debe entenderse que estos ejemplos, aunque indican realizaciones preferidas de la invención, se dan sólo a modo de ilustración.
Ejemplos
Ejemplo 1 - Material ignífugo
Se aplicó un material ignífugo a una serie de placas de acero. Se mezcló una bolsa 50 de Fendolite® MII (Isolatek International) con 40 libras de agua potable usando una mezcladora de paletas. Después se pulverizó esta mezcla sobre placas de acero de 12” x 12” hasta un grosor húmedo de 1,5 pulgadas. Se usaron estas placas que tenían un material con ignifugación aplicada para someter a prueba diferentes composiciones de recubrimiento.
Ejemplo 2 - Adhesivo epoxídico a base de agua no polar
Se preparó un adhesivo epoxídico a base de agua no polar.
PARTE A: En un vaso de acero, se mezclaron los siguientes componentes:
Figure imgf000008_0002
PARTE B: En un vaso de acero, se mezclaron los siguientes componentes:
Figure imgf000008_0001
Las partes A y B se mezclaron juntas y se usaron para recubrir el material ignífugo del ejemplo 1. Se aplicó la mezcla con una brocha para obtener un aspecto de recubrimiento uniforme con un grosor de película seca calculado de 2 o 4 milésimas de pulgada.
Las figuras 1 y 2 son etiquetas para las realizaciones comerciales de la presente divulgación. La figura 1 describe la parte epoxídica. La figura 2 describe la parte de endurecedor. Las figuras 3A, 3B, 4A y 4B son fichas de datos de seguridad del material para las realizaciones comerciales de la presente divulgación. Las figuras 3A y 3B son las fichas de datos de seguridad para la parte epoxídica. Las figuras 4A y 4B son las fichas de datos de seguridad del material para la parte de endurecedor. Las figuras 5A y 5B son una guía de aplicación para las realizaciones comerciales de la presente divulgación.
Ejemplo 3 (no según la invención) - Adhesivo de base no acuosa y no polar: Carboguard® 1340
Se usó un adhesivo epoxídico de base no acuosa comercial, Carboguard® 1340, para recubrir el material ignífugo del ejemplo 1. Se aplicó el adhesivo con una brocha hasta alcanzar un grosor de película seca de 2-4 milésimas de pulgada. Los recubrimientos aplicados a las 24 horas tenían “manchas” debido a la acumulación del material de base no acuosa en la superficie húmeda/mojada.
Ejemplo 4 - Adhesivo epoxídico a base de agua polar
Se preparó un adhesivo epoxídico a base de agua polar.
PARTE A: En un vaso de acero, se mezclaron los siguientes componentes:
Figure imgf000009_0001
PARTE B: En un vaso de acero, se mezclaron los siguientes componentes:
Figure imgf000009_0002
Las partes A y B se mezclaron juntas y se usaron para recubrir el material ignífugo del ejemplo 1. Se aplicó la mezcla con una brocha para obtener un recubrimiento uniforme con un grosor de película seca de 2 o 4 milésimas de pulgada.
Ejemplo 5 (no según la invención) - Capa de acabado de látex a base de agua
Se preparó una capa de acabado de látex a base de agua. En un vaso de acero, se mezclaron los siguientes componentes:
Figure imgf000010_0001
Se usó la capa de acabado de látex para recubrir el material ignífugo del ejemplo 1.
Ejemplo 6 - Estudio de secado
Se sometieron a prueba las placas recubiertas de los ejemplos 2-5 en un estudio de secado. Se aplicaron los recubrimientos respectivos en diversos grosores de película seca (dft) y en diversos momentos (tiempo) después de aplicarse la ignifugación. Se determinó la uniformidad de los recubrimientos mediante inspección visual. Se calculó el dft para el área de 12” x 12” y no se tuvo en cuenta ninguna rugosidad de la superficie. Se midió la pérdida de agua durante 7 días. Se determinó la pérdida de agua en relación con la ignifugación sin ningún adhesivo (ninguno). Se secó cada muestra a aproximadamente 73-75 °F y aproximadamente el 30-40 % de humedad relativa con un mínimo movimiento de aire. Los resultados del estudio de secado se presentan a continuación:
Figure imgf000011_0001
La velocidad de secado objetivo estaba entre el 70-90 % del control sin adhesivo. Una velocidad de secado entre aproximadamente el 70-90 % proporcionan un buen equilibrio entre la reducción de la velocidad de secado temprano (para mejorar el curado) sin tiempos excesivos para el secado completo. Este estudio muestra que la técnica anterior (por ejemplo, Carboguard® 1340) no formaba un recubrimiento uniforme cuando se aplicaba en el plazo de 72 horas de la aplicación de SFRM y requiere 4 milésimas de pulgada para proporcionar la reducción deseada en la velocidad de secado, en comparación con sólo 2 milésimas de pulgada requeridas para los adhesivos epoxídicos a base de agua no polares. De manera similar, los adhesivos epoxídicos a base de agua no polares muestran un mejor rendimiento frente a los adhesivos epoxídicos a base de agua polares. Sin embargo, los adhesivos epoxídicos a base de agua polares son útiles como imprimación sobre la que puede aplicarse una capa de acabado (es decir, las dos últimas filas de la tabla). Por ejemplo, se usó un adhesivo epoxídico a base de agua polar de 2 milésimas de pulgada debido a su pequeña reducción en las velocidades de secado, de manera que la capa de acabado también puede aplicarse sin ralentizar significativamente el secado. Lo mismo puede conseguirse con 1 milésima de pulgada del adhesivo epoxídico a base de agua no polar seguido de 2 milésimas de pulgada de la capa de acabado de látex. Ejemplo 7 - Estudio de protección contra la entrada de agua
Se sometieron a prueba las placas recubiertas de los ejemplos 2-5 en un estudio de agua. Se aplicaron los recubrimientos respectivos en diversos grosores de película seca (dft) y en diversos momentos (tiempo) después de aplicarse la ignifugación. Se calculó el dft para el área de 12” x 12” y no se tuvo en cuenta ninguna rugosidad de la superficie. Se midió el porcentaje de entrada de agua. Se determinó la entrada de agua pulverizando agua durante 3 minutos de manera continua con un pulverizador de pintura comercial mientras la placa seca se mantenía en posición vertical, de manera que el exceso de agua pudiera escurrirse por la superficie. Se determinó la ganancia de agua en relación con el recubrimiento ignífugo sin ningún tipo de adhesivo (ninguno). Las condiciones ambientales durante la pulverización eran de aproximadamente 73-75 °F y aproximadamente el 30-40 % de humedad relativa con un mínimo movimiento de aire. Los resultados del estudio de agua se presentan a continuación:
Figure imgf000012_0001
El valor de entrada de agua objetivo era inferior al 20 %, e idealmente inferior al 10 %. En algunas realizaciones, la presente divulgación se refiere a una composición de recubrimiento en la que la cantidad de penetración de agua durante una pulverización de agua de 3 minutos se reduce en más del 80 %, o más del 90 %, de la que se produce en ausencia del recubrimiento, por ejemplo, el recubrimiento generado por la composición epoxídica a base de agua. Este estudio muestra que cuando se aplica un recubrimiento 24 horas después de pulverizarse la ignifugación, un adhesivo epoxídico a base de agua no polar reduce la entrada de agua en más del 80 % a 2 o 4 milésimas de pulgada. La técnica anterior (por ejemplo, Carboguard® 1340) no lo hace.
Si bien esta divulgación se ha mostrado y descrito particularmente con referencia a las realizaciones de ejemplo de la misma, los expertos en la técnica entenderán que pueden realizarse diversos cambios en la forma y los detalles de la misma sin apartarse del alcance de la invención abarcada por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un método de recubrimiento que comprende:
    (i) aplicar un material ignífugo inorgánico a un sustrato, en el que el material ignífugo inorgánico incluye un producto ignífugo a base de yeso o de cemento Portland que comprende un aglutinante inorgánico y una o más cargas, y en el que el material ignífugo inorgánico tiene un contenido de agua de al menos el 20 % en peso; y
    (ii) aplicar en el plazo de 192 horas un recubrimiento uniforme de una composición de recubrimiento al material ignífugo inorgánico, en el que el recubrimiento de una composición de recubrimiento tiene un grosor entre 0,0254 mm y 0,1523 mm (1 y 6 milésimas de pulgada) y en el que la composición de recubrimiento es una composición epoxídica a base de agua que comprende una resina epoxídica, un endurecedor de amina y agua
    y en el que un recubrimiento uniforme puede incluir lo siguiente: ninguna parte del material sin recubrimiento, que cada parte del recubrimiento tenga sustancialmente el mismo grosor, que todos los componentes de la composición de recubrimiento se dispersen uniformemente en el recubrimiento y/o que el recubrimiento tenga sustancialmente el mismo rendimiento en todo el material ignífugo recubierto.
  2. 2. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el recubrimiento uniforme de una composición de recubrimiento se aplica al recubrimiento de material ignífugo en el plazo de 1 hora después de la aplicación del material ignífugo al sustrato.
  3. 3. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el recubrimiento uniforme de una composición de recubrimiento se aplica al recubrimiento de material ignífugo en el plazo de 4 horas después de la aplicación del material ignífugo al sustrato.
  4. 4. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el recubrimiento uniforme de una composición de recubrimiento se aplica al recubrimiento de material ignífugo en el plazo de 8 horas después de la aplicación del material ignífugo al sustrato.
  5. 5. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el recubrimiento uniforme de una composición de recubrimiento se aplica al recubrimiento de material ignífugo en el plazo de 24 horas después de la aplicación del material ignífugo al sustrato.
  6. 6. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el recubrimiento uniforme de una composición de recubrimiento se aplica al recubrimiento de material ignífugo en el plazo de 48 horas después de la aplicación del material ignífugo al sustrato.
  7. 7. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el recubrimiento uniforme de una composición de recubrimiento se aplica al recubrimiento de material ignífugo en el plazo de 3 días después de la aplicación del material ignífugo al sustrato.
  8. 8. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el recubrimiento uniforme de una composición de recubrimiento se aplica al recubrimiento de material ignífugo en el plazo de 5 días después de la aplicación del material ignífugo al sustrato.
  9. 9. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el recubrimiento uniforme de una composición de recubrimiento se aplica al material ignífugo en el plazo de 7 días después de la aplicación del material ignífugo.
ES15746566T 2014-02-04 2015-02-04 Método de recubrimiento de formulaciones epoxídicas a base de agua para ignifugación aplicada Active ES2877600T3 (es)

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