La presente invención se refiere a una composición acuosa y gelificada retardadora de incendio que precisamente va a retardar el inicio de la combustión en condiciones adecuadas para ella.

Existe una gran necesidad de contar con sustancias retardadoras de incendio e ignífugas que sean efectivas y que se puedan aplicar en un máximo de diferentes materiales. Para tal efecto siguen aplicándose el asbesto natural, que es cancerígeno así como las impurezas orgánicas persistentes como los PBDE ' s (polibromodifeniléter) así como los PCB (policlorobifenilo) . Otro ejemplo de una composición retardadora de incendio está formada por compuestos de fósforo que en caso de incendio reaccionan para formar ácidos polifosfóricos y ácidos metafosfóricos, los cuales van constituyendo una capa bloqueadora de oxígeno.

Igualmente se aplica el órgano-fosfato retardador de incendio como una mezcla de órgano-fosfato que se describe en la Patente Norteamericana 4 '499, 222, sin embargo la efectividad de tal tratamiento es inestable y no basta para alcanzar la capacidad retardadora de incendio deseada. Sigue existiendo la demanda de contar con composiciones de acción más efectiva.

Otro requisito que se pide de la composición que habrá de desarrollarse es que sea gentil frente al medio ambiente. En la Patente Norteamericana 6' 911, 070 se describe una dispersión coloidal retardadora de incendio de celulosa en agua y ácido fosfórico. En la aplicación de tal composición se liberan gases como el amoniaco que constituyen un peligro para la salud humana. Además acarrea la aplicación de una dispersión coloidal con ciertos problemas específicos como por ejemplo el riesgo de hundimiento y de un comportamiento dependiente de la temperatura .

Con la presente invención se trata de ofrecer una composición que sea retardadora de manera muy efectiva, y que permanezca estable por un período de tiempo muy prolongado, que además sea aplicable a toda clase de diferentes materiales y que sea gentil para el medio ambiente .

A fin de alcanzar el propósito contemplado ofrece la invención una composición química retardadora de incendio de la clase mencionada en el preámbulo que se caracteriza porque consta fundamentalmente de, al menos un agente apagador de llamas soluble en agua, al menos un agente hinchador soluble en agua y, al menos un agente formador de complejos soluble en agua, además de una solución acuosa de la composición, así como, optativamente, un agente carbonizante soluble en agua.

Específicamente, el agente apagador de llamas está en un rango de concentración del 50 al 90% molar, y de preferencia del 60 al 80% molar. El agente apagador de llamas se selecciona del grupo de los fosfatos; tales como hidrofosfato de amonio, y el hidrofosfato de diamonio.

El agente hinchador se escoge preferiblemente dentro del grupo que consta de: guanidina, clorhidrato de guanidina, urea, glicina y demás aminoácidos solubles en agua así como los derivados de los mismos como las amidas, en un rango de concentración del 5 al 40% molar y preferentemente del 10 al 30% molar. El agente formador de complejos se selecciona de preferencia del grupo que consta de ácido etilendiaminatetraacético (EDTA) y de ácido triacético de nitrilo así como sus sales, mismo que se utiliza en un rango de concentración del 0.5 al 10% molar y preferentemente del 1 al 5% molar.

El agente carbonizante se escoge de preferencia del grupo que consta de una dextrina, glicerina, inositol, amilosa, polisacáridos solubles en agua, pentaeritritol, dipentaeritritol y polialcoholes, utilizado en un rango de 0.1 al 30% molar y preferentemente entre el 0.1 al 20% molar .

El agente formador de gel se escoge de preferencia de los polímeros de acrilato de potasio parcialmente entrelazados y sustancias afines dentro de este grupo, utilizado en un rango de concentración del 0.1% al 40% molar y preferentemente entre el 0.1 al 30% molar.

Otro aspecto de la presente invención ofrece un procedimiento para la preparación de tal composición retardadora de incendio que comprende la disolución en agua de los componentes químicos a fin de formar una solución acuosa de dicha composición retardadora de incendio y el aislamiento de la propia composición a partir de dicha mezcla mediante evaporación. Se agrega al agua consecutivamente el agente apagador de flamas, el agente formador de complejos, el agente hinchador y el agente formador de gel, y en forma opcional el. agente carbonizante .

Cuando el agente apagador de flamas sea un hidrofosfato de amonio, él mismo puede estar presente en forma de hidrofosfato de amonio como también en forma de amoniaco y ácido fosfórico para agregarse así al agua, ya sea cada cual o ambos. La consecución de la adición de la sal y/o base y ácido no constituye aquí un factor crítico. A continuación se neutraliza la solución con un ácido inorgánico como por ejemplo el ácido clorhídrico o el ácido sulfúrico a fin de que el potencial de hidrógeno (pH) sea de niveles entre el 6.5 y el 7.5.

En la presente solicitud debe entenderse por el concepto de agente uno o varios miembros mencionados del grupo; como agente formador de complejos puede aplicarse por ejemplo así igualmente el ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) , así como también el ácido triacético de nitrilo y en tal caso los porcentajes molares mencionados se refieren al total de los componentes del grupo .

La solución acuosa de la composición de acuerdo con el invento muestra propiedades sorprendentemente buenas. El material de cualquier tipo como por ejemplo metal, plástico, madera, tratado con la solución acuosa y gelificada de la composición y que se pone en contacto con un fuego, no se quema y también tiene propiedades de apagar, de manera que además de dicha extinción de algún incendio también será impregnado el medio ambiente por lo cual no se propagará más el incendio. La propia solución permanece estable durante años . Además puede ser evidente que la composición retardadora de incendio así como su solución dentro de agua cumple con el convenio de Estocolmo acerca de "Persistent Organic Pollutants (POP' s)

(Contaminantes Orgánicos Persistentes) , que está en vigor desde el 17 de mayo de 2004, cuyo propósito es excluir las impurezas orgánicas persistentes.

Forma de utilizar el producto. La solución obtenida se aplica en capa delgada sobre la superficie del material que se pretende proteger cuya absorción dependerá del tipo de material.

Una vez absorbido el producto, el material en el que se aplicó retardará el inicio de la combustión hasta en una hora y media tratándose de madera; y tratándose de tela sometida al calor de un soplete a 1,800 grados, retarda el inicio de la combustión hasta 2 minutos.

Para llegar a la composición química a que se refiere la presente invención se examinaron diferentes combinaciones de los distintos agentes que la componen. La formula debía contar con los siguientes agentes : Agente retardador de llamas, agente hinchador, agente formador de complejos, agente carbonizante y un agente formador de gel .

Se inició la fase experimental con un porcentaje bajo del agente retardador de llamas, incluyendo en un inicio únicamente el hidrofosfato de amonio, sin embargo y después de análisis químicos de dicha composición y de un proceso de prueba y error, se tomo la decisión de incluir en la formula el hidrofosfato de diamonio. Dicha combinación resultó en un retardante de flama mucho mas eficaz y eficiente.

En cuanto al agente hinchador se decidió utilizar de inicio la urea dado que al ser expuesto al calor se desprende gas nitrógeno el cual crea una capa inerte al fuego protegiendo también al material tratado del fuego. El porcentaje de agente hinchador a utilizar se varió también en cuanto al molar de la fórmula final para llegar a la combinación preferible entre agente hinchador y agente retardante de fuego. Al alcanzar la combinación ideal entre dichos agentes se agregó también un agente formador de complejos para dar forma al producto final.

Para la protección en telas y materiales más fáciles de incendiar se observó en las pruebas iniciales que era necesario agregar un agente carbonizante que creara una capa carbonizada de protección. Al agregar dicho agente se crea una capa que ayuda en la exposición directa a una flama. El porcentaje de agente carbonizante se logró ajustar después de probar el producto aplicado en tela de algodón y su respuesta al fuego.