IT201700020006A1 - Uso di poliisocianurato ad esempio per la realizzazione di serramenti o compartimentazioni di sicurezza - Google Patents

Uso di poliisocianurato ad esempio per la realizzazione di serramenti o compartimentazioni di sicurezza

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IT201700020006A1
IT201700020006A1 IT102017000020006A IT201700020006A IT201700020006A1 IT 201700020006 A1 IT201700020006 A1 IT 201700020006A1 IT 102017000020006 A IT102017000020006 A IT 102017000020006A IT 201700020006 A IT201700020006 A IT 201700020006A IT 201700020006 A1 IT201700020006 A1 IT 201700020006A1
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polyisocyanurate
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IT102017000020006A
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Giampaolo Benussi
Susanna Poletti
Gianfranco Sai
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Doors & More S R L
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Description

USO DI POLIISOCIANURATO AD ESEMPIO PER LA REALIZZAZIONE DI SERRAMENTI O COMPARTIMENTAZIONI DI SICUREZZA
DESCRIZIONE
Campo di applicazione
La presente invenzione è applicabile al settore tecnico delle compartimentazioni di sicurezza ed ha per oggetto un isolante termico per elementi per barriere tagliafuoco, taglia fumo, tagliafiamma o similari, quali serramenti ciechi, profili per telai di serramenti vetrati, profili per vetrate continue.
Definizioni
Indice di isocianato: è il rapporto stechiometrico tra i gruppi isocianato e i gruppi reattivi verso l’isocianato, moltiplicato per 100. Sono considerati gruppi reattivi verso isocianato tutti i gruppi presenti nella miscela di reazione reattivi verso il gruppo isocianato, ma non il gruppo isocianato stesso. Esempi di gruppi reattivi verso –NCO sono OH-, SH-, NH-, CH- acido.
Isocianato (o poliisocianato) aromatico: è un isocianato polifunzionale contenente almeno un anello aromatico. Esempi sono 2,2’ difenilmetanodiisocianato, 2,4 difenilmetanodiisocianato, 4,4’ difenilmetanodiisocianato, 2,4 toluendiisocianato, 2,6 toluendiisocianato, naftalendisocianato.
Funzionalità dell’isocianato: è il numero medio di gruppi isocianato per mole di poliisocianato.
Funzionalità del poliolo: è il numero medio di gruppi OH per mole di poliolo.
Numero di ossidrile di un poliolo: indica la quantità di gruppi OH nel poliolo per unità di peso dello stesso. E’ usualmente determinato per titolazione con metodica nota al tecnico del ramo ed è espresso come mg di KOH per grammo di poliolo.
Poliolo poliestere aromatico: è un poliolo preparato per condensazione di alcoli polifunzionali aventi da 2 a 12 atomi di carbonio con acidi carbossilici aromatici polifunzionali aventi da 6 a 12 atomi di carbonio, quali ad esempio acido ftalico, isoftalico, tereftalico o anidride ftalica e isomeri di acidi bicarbossilici naftaleni o loro anidridi.
Agente estensore di catena (chainextender): è un alcol o ammina a basso peso molecolare, bi o poli funzionali, che contribuisce all’aumento del peso molecolare e/o reticolazione e conferisce al polimero una struttura più rigida. Ad esempio, tipici estensori di catena sono 1,4-butandiolo, glicol etilenico, 1,6-esandiolo, glicerina.
Grafite espandente: grafite naturale (strati planari di atomi di carbonio) che ha subito un processo di ossidazione tramite acido solforico. Ad alte temperature espande liberando CO2ed SO2generando un volume decisamente superiore all’originale.
Percentuale in peso (% in peso): è la percentuale in peso di un componente di interesse in una miscela di interesse, la percentuale in peso essendo riferita al peso totale dei componenti in miscela.
Stato della Tecnica
Tra i serramenti e compartimentazionidi sicurezza note, alcune tipologie particolarmente diffuse sono quelle dei serramenti tagliafuoco, taglia fumo, tagliafiamma o similari oppure porte per uscite di emergenza. Tali serramenti vengono utilizzati come parte di barriere resistenti al fuoco ed alle alte temperature in tutte le situazioni nelle quali si rende necessario compartimentare edifici in modo da evitare la propagazione degli incendi da un settore ad un altro degli stessi.
Ad esempio, essi sono utilizzati tra i locali caldaia o di ricovero autoveicoli ed il resto di un edificio di civile abitazione, tra differenti settori in parcheggi multipiano, nelle strutture alberghiere, in ospedali, in scuole, in locali fieristici, in tutti gli edifici accessibili al pubblico.
I serramenti tagliafuoco o similari sono generalmente costituiti da una cornice, detta anche “falso telaio”, generalmente annegata all’interno della parete di sostegno dell’apertura da chiudere, un telaio del serramento associato al falso telaio, ad esempio mediante viti, ed un elemento di chiusura associato al telaio del serramento.
L’elemento di chiusura può essere costituito da una o più ante apribili e/o da elementi fissi.
In una prima forma realizzativa l’anta e/o l’elemento fisso sono ciechi e sostanzialmente formati da uno scatolato metallico in cui è inserito un opportuno isolamento termico resistente alle temperature di incendio, generalmente contenente lane minerali e carton gesso.
In una seconda forma realizzativa essi possono comprendere un telaio dell’anta con funzioni sia estetiche sia strutturali e porzioni di tamponamento, ad esempio in vetro.
In una altra forma realizzativa il serramento può formare una parete di compartimentazione vetrata continua anche di grande superficie, ad esempio una facciata di un edificio, e comprende un telaio con funzioni strutturali e tamponamenti ad esempio in vetro.
Ovviamente tali vetri, in sé noti, sono di fattura appropriata per resistere alle alte temperature ed al fuoco.
Nel caso di una porta taglia fuoco vetrata applicata ad una parete in muratura, il falso telaio è annegato nella muratura, il telaio del serramento è il telaio della porta, il telaio dell’elemento di chiusura è il telaio dell’anta, il tamponamento è costituito da una lastra multistrato di vetro.
I telai sia della porta che dell’anta sono costruiti dal serramentista a partire da elementi semilavorati rettilinei generalmente commercializzati in lunghezze di sei metri chiamati profili, ordinariamente composti da uno o più elementi rettilinei chiamati profilati.
Analogamente una vetrata continua è costituita da una struttura di profili avente funzione portante e da lastre di vetro multistrato di tamponamento.
Nel seguito del presente brevetto, con i termini “telaio o telai” si intende sia il telaio del serramento sia il telaio dell’elemento di chiusura od anta, sia gli elementi della struttura della vetrata continua.
In ogni caso, i profili comprendono uno o più profilati metallici nei quali si individuano uno o più corpi scatolari cavi i quali consentono un predeterminato grado di isolamento termico. Il collegamento tra le parti dei corpi scatolari è spesso costituito da materiale termicamente isolante al fine di aumentare l’isolamento termico complessivo. Inoltre, l’interno dei corpi scatolari viene riempito anch’esso con materiale termicamente isolante al fine di incrementare ancor più l’effetto isolante.
Durante l’operazione di costruzione dei telai, i profili vengono tagliati a misura, saldati tra loro per formare i telai e successivamente verniciati se richiesto.
Le porte cieche sono generalmente di misure standardizzate e fabbricate in siti produttivi industriali.
I serramenti tagliafuoco, prima della loro immissione sul mercato, devono superare test di certificazione e/o omologazione, in Europa secondo le norme UNI EN 1634-1 o UNI EN 1364-1. La prova di certificazione ed omologazione non riguarda il singolo componente, ma il serramento completo in tutte le sue parti.
In accordo con le norme UNI EN 1634-1 e UNI EN 1364-1, il serramento tagliafuoco è montato con tutti i suoi accessori in una parete in muratura 3,00m x 3,00m che costituisce la chiusura del forno di prova. Mediante bruciatori, il forno, e perciò il lato interno della parete e del serramento associato, è esposto ad una temperatura crescente nel tempo secondo una curva predeterminata, che simula la condizione di incendio, stabilita dalla norma UNI EN 1363-1, che prevede di raggiungere la temperatura di 1000°C in tre minuti e rimanere a 1200°C per il tempo prestabilito in funzione della classificazione desiderata (30, 60, 90, 120 e 180 minuti). Sul serramento sono posizionate termocoppie che devono indicare un incremento di temperatura inferiore a 180°C sul battente ed inferiore a 360°C sul telaio sempre per il tempo stabilito per la classificazione desiderata.
WO97/07315 descrive profili per telai in cui l’elemento isolante è un silicato alcalino o alcalino terroso, ad esempio silicato di calcio monolitico inserito in forma di barre sagomate all’interno degli scatolati.
Inconveniente di tale realizzazione è dato dal fatto che il silicato deve essere inserito sagomato a misura nel profilo prima del taglio per la costruzione del telaio; il taglio del profilo implica il contemporaneo taglio del silicato di calcio inserito con formazione di una notevole quantità di polvere ed una usura fortemente accelerata dell’utensile di taglio. Altro inconveniente è dato dal notevole peso unitario sia del profilo sia del telaio: ciò implica che anche elementi o telai di piccole dimensioni devono essere movimentati con adeguati mezzi meccanici.
Sono noti profili per serramenti contenenti un isolante in materiale plastico preferibilmente espanso per migliorare la resistenza termica.
EP2327855 descrive un profilo ad esempio metallico, contenente nel suo interno poliuretano (PU) espanso come isolante termico.
Inconveniente di tale realizzazione è dato dal fatto che, poiché il poliuretano brucia con formazione di fiamma e fumo denso, non sono adatti per serramenti taglia fuoco.
EP1898037 e EP1936094 descrivono profili in cui i profilati aventi compito strutturale sono interni al PU la cui superficie può essere a vista oppure ricoperta con una rivestimento che può avere solo funzione estetica. La struttura portante, interna alla massa in PU, potrebbe essere metallica ma anche in materiale polimerico pultruso, ad esempio in resina termoindurente caricata con fibra inorganica o polimerica ininterrotta per tutta la lunghezza del profilato.
US2014/0339723 descrive un metodo per riempire le cavità di un profilo per serramenti con poliuretano e/o poliisocianurato introducendo in detta cavità in quantità dosate un componente poliisocianato ed un componente poliolo, questo ultimo contenente uno o più espandenti basso bollenti formanti un azeotropo, ammine come catalizzatori di condensazione, fosfati come ritardanti di fiamma, tensioattivi, acqua. La condensazione e l’espansione avvengono all’interno del profilo senza deformazione del profilo stesso.
US2014/0093675 descrive un processo per la preparazione di profili composti da una pluralità di profilati comprendenti almeno due gusci, ad esempio metallici ma anche in altri materiali, con internamente un sostegno strutturale in poliuretano espanso rigido ottenuto per iniezione in situ in quantità dosata di polisocianato, poliolo contenente acido formico ed acqua come espandenti ed un antifiamma.
I serramenti taglia fuoco di cui sopra costruiti con profili contenenti isolanti in materiale polimerico, anche se singolarmente resistente alla fiamma, non superano i test di resistenza al fuoco e normati dalle norme UNI EN 1634-1 o UNI EN 1364-1.
In particolare, il PU espanso secondo l’arte nota anche se costituito da schiuma rigida, alle condizioni di prova forma una struttura carboniosa inconsistente che si sgretola facendo mancare continuità alla struttura isolante. Inoltre l’espandente, tipicamente una miscela di idrocarburi lineari leggeri basso bollenti, ancora intrappolato nelle celle chiuse, viene liberato con formazione di fiamme provocando in tal modo il fallimento del test di certificazione.
L’isolante presente all’interno dei profili che costituiscono il telaio, oltre naturalmente a non partecipare o contribuire alla combustione, ad esempio con produzione di fiamme e fumo sul lato freddo esterno al forno (situazione che provoca l’immediata interruzione, e perciò il non superamento del test), deve contribuire al non superamento degli incrementi di temperatura limite.
Ordinariamente un isolante termico di natura organica, ad esempio un PU secondo l’arte nota, che è un isolante termico molto efficace alle temperature ambiente, se non opportunamente additivato brucia con formazione di fiamme e fumo, se additivato con opportuni antifiamma dapprima si contrae lasciando spazi liberi ed in seguito carbonizza rapidamente ad un residuo pulverulento di scarso volume con scarsa resistenza termica.
Presentazione dell’invenzione
Scopo della presente invenzione è quello di superare almeno parzialmente gli inconvenienti sopra riscontrati, mettendo a disposizione un serramento che superi il test in accordo con la norma UNI EN 1634-1 o UNI EN 1364-1.
Un altro scopo dell'invenzione è mettere a disposizione un serramento che mantenga la sua integrità strutturale anche a seguito di un incendio.
Tali scopi, nonché altri che appariranno più chiaramente nel seguito, sono raggiunti dall’uso di un poliiscianurato avente una densità compresa tra 15 e 400 kg/m3, preferibilmente maggiore di 20 kg/m3 per la realizzazione di porte taglia fuoco cieche, preferibilmente maggiore di 100 kg/m3 per la realizzazione di profili per serramenti, in particolare serramenti di sicurezza quali ad esempio serramenti o vetrate continue tagliafuoco, tagliafiamma, tagliafumo o similari.
Tale materiale, infatti, alle condizioni di test secondo UNI EN 1634-1 o UNI EN 1364-1 sottoposto alla curva temperatura/tempo di incendio secondo UNI EN 1363-1, carbonizza ad una struttura carboniosa dura, dotata di proprietà meccaniche sufficienti a contrastare le dilatazioni termiche ed a conservare la forma senza sgretolarsi o polverizzarsi.
I serramenti realizzati in accordo con l’invenzione potranno avere il profilo costituito dal poliiscianurato di cui sopra, oppure il poliiscianurato di cui sopra potrà giacere internamente a una struttura scatolare per fare da isolante e collaborare alla struttura meccanica del serramento. In particolare, nel caso di porte cieche che sono costituite da un'unica struttura scatolare, l’isolante, anche con densità inferiori a 100 kg/m3, preferibilmente inferiore a 40Kg/m3, ancor più preferibilmente con densità inferiore a 30 kg/m3, conserva la sua forma senza frantumarsi, non si accumula nella parte inferiore dello scatolato e non lascia non isolata la parte superiore del serramento.
In altre parole, le caratteristiche del poliiscianurato di cui sopra consentono di ottenere un profilo per serramenti la cui struttura portante è costituita in parte dal poliiscianurato stesso.
Allo scopo, i reagenti da cui si ottiene il poliiscianurato (cosiddetto “sistema di reagenti”) potranno essere colati e/o iniettati in appositi stampi e curati negli stessi per un periodo di tempo predeterminato.
D’altra parte, il profilo e/o il serramento cieco, potrà includere una struttura scatolare, di qualsivoglia materiale, all’interno della quale i reagenti da cui si ottiene il poliiscianurato potranno essere colati e/o iniettati e curati.
In tal caso, il poliiscianurato fa da isolante termico e coopera con la struttura scatolare per fornire la struttura meccanica al serramento.
Il poliisocianurato potrà essere preparato a partire da un sistema di reagenti che include, rispettivamente è costituito da:
a) poliisocianati aromatici aventi preferibilmente funzionalità maggiore o uguale a 2,5;
b) composti aventi gruppi reattivi per gli isocianati;
c) almeno un agente tensioattivo;
d) almeno un catalizzatore;
e) almeno un agente antifiamma
f) eventuali altri additivi.
Il poliisocianurato potrà essere preparato mediante miscelazione di tutti i componenti di cui sopra oppure, preferibilmente, mediante miscelazione di un primo componente A ed un secondo componente B.
Opportunamente, il primo componente A potrà essere un componente poliolico che potrà comprendere, rispettivamente essere costituito da, uno o più composti aventi gruppi reattivi verso l’isocianato, uno o più catalizzatori, eventuali additivi quali tensioattivi o composti antifiamma, e, facoltativamente, ulteriori altri additivi quali allungatori di catena, riempitivi, grafite espandente, cariche minerali.
Il secondo componente B potrà comprendere, rispettivamente potrà essere costituito da, isocianato e/o oligomeri e/o trimeri ottenuti per reazione dell'isocianato con sé stesso.
In questo modo il poliisocianurato secondo l’invenzione potrà essere ottenuto per miscelazione dei due componenti A e B in modo che l’indice di isocianato sia compreso tra 200 e 400, preferibilmente tra 300 e 350.
Preferibilmente, gli isocianati potranno essere isocianati aromatici aventi una funzionalità maggiore a 2,5, preferibilmente tra 2,7 e 2,9.
Esempi di tali isocianati sono 2,2- 2,4 e 4,4-diisocianato, le miscele di difenilmetano monometrico con omologhi di difenilmetanodiisocianato (MDI polimerico), o suoi oligomeri, o 2,4- 2,6-tolulene diisocianato (TDI) o loro miscele, tetrametilenediisocianato o suoi oligomeri, esametilendiisocianato (HDI) o oligomeri, naftalene diisocianato (NDI) o loro miscele. In ogni caso, la funzionalità media di tali poliisocianati potrà essere superiore a 2,5.
Preferibilmente, potrà essere utilizzata una miscela di 4,4'-difenilmetano diisocianato con isomeri ed omologhi con maggiore funzionalità in modo da avere una funzionalità della miscela compresa tra 2,7 e 2,9 e con contenuto NCO compreso preferibilmente tra 25% e 35% in peso, più preferibilmente tra 30,5% e 32,5% in peso. La quantità di isocianato è compresa tra 45% e 70%, preferibilmente tra 53% e 63% in peso riferito al peso totale di tutti i componenti utilizzati per preparare il formulato poliisocianurato.
I composti aventi gruppi reattivi verso l’isocianato, indicati come "polioli", potranno essere preferibilmente tutti i composti che contengono almeno due gruppi reattivi verso isocianato quali OH, SH, NH e CH-acido.
Tali polioli possono essere preparati mediante procedimenti noti.
Preferibilmente, potranno essere impiegati polioli poliestere, preferibilmente aromatici, in cui sostanzialmente tutti i gruppi OH sono gruppi primari e con numero di ossidrile compreso tra 250 e 400 mg KOH/g, preferibilmente tra 300 e 350 mg KOH/g, e con funzionalità da 2 a 3, preferibilmente sostanzialmente uguale a 2.
I polioli poliestere potranno essere preparati per condensazione di alcoli polifunzionali con acidi carbossilici polifunzionali aventi da 2 a 12 atomi di carbonio, come acido ftalico, acido isoftalico, acido tereftalico e isomeri di acidi naftalen bicarbossilici o loro anidridi.
I catalizzatori per favorire la trimerizzazione dell’isocianato sono noti. Preferibilmente, potranno essere utilizzati composti organometallici, preferibilmente sali di metalli alcalini di acidi a catena lunga da 1 a 10 atomi di carbonio, preferibilmente sali organici di potassio come ad esempio potassio formiato, potassio acetato, potassio ottoato o loro miscele.
Ulteriori possibili catalizzatori sono catalizzatori a base di ammine.
I catalizzatori possono essere usati singolarmente o in miscela in una concentrazione da 0,1% a 1,5% in peso, preferibilmente tra 0,25% e 0,5% in peso riferito al peso totale di tutti i componenti utilizzati per preparare il formulato poliisocianurato.
Il PU leggero, con densità comprese tra 15 kg/m3 e 400kg/m3, è ottenuto mediante uso di espandenti,generalmente aggiunti al poliolo. Essi possono esserefisici, cioè composti basso bollenti che, per effetto della esotermicità della reazione di condensazione evaporano, o chimici, cioè composti che reagiscono con l’isocianato generano composti gassosi, o combinazione di entrambi gli espandenti.
Per il poli isocianurato secondo l’invenzione viene utilizzato il solo espandente chimico acqua: infatti il gruppo isocianato reagisce con l’acqua con formazione di CO2e tale reazione può essere è sfruttata per ottenere un prodotto espanso.
Secondo un aspetto dell’invenzione, l’espansione e perciò la porosità e la densità del poliisocianurato ottenuto, è controllata mediante introduzione di una opportuna quantità di acqua
Opportunamente, per diminuire la tensione superficiale e favorire il miscelamento dei componenti potrà essere aggiunto un tensioattivo, preferibilmente un copolimero polisilossano modificato polietere 0,1% e 5% in peso, preferibilmente tra 0,7 e 3% in peso, riferito al peso totale di tutti i componenti utilizzati per preparare il formulato poliisocianurato.
Opportunamente, il sistema poliisocianurato di cui sopra potrà essere privo di agenti allungatori di catena e/o di ammina terziaria.
Ai reagenti possono inoltre essere inoltre aggiunti agentiritardanti di fiamma, in sé noti al tecnico del ramo. Possono essere, ad esempio, aggiunti composti del fosforo quali esteri dell’acido fosforico quali trietil fosfato, oppure inorganici come ipofosfiti, fosforo rosso, preparazioni comprendenti fosforo rosso, grafite espandibile, grafite espansa, ossido di alluminio idrato, triossido di antimonio, polifosfato di ammonio, derivati dell'acido cianurico come melammina o loro miscele.
Opportunamente, i ritardanti di fiamma potranno preferibilmente essere aggiunti tra 1% e 15%, in peso, preferibilmente tra 2% e 10% in peso, riferito al peso totale di tutti i componenti utilizzati per preparare il formulato poliisocianurato.
Preferibilmente, secondo l’invenzione, sono aggiunti composti del fosforo in quantità tra 1% e 15%, in peso, preferibilmente tra 2% e 8% in peso, riferito al peso totale di tutti i componenti utilizzati per preparare il formulato poliisocianurato e/o grafite espandente in quantità tra 1% e 5%, riferito al peso totale di tutti i componenti utilizzati per preparare il formulato poliisocianurato.
La grafite espandente ègrafite naturale (strati planari di atomi di carbonio) che ha subito un processo di ossidazione tramite acido solforico. Ad alte temperature espande liberando CO2ed SO2generando un volume decisamente superiore all’originale. Secondo l’invenzione può essere utilizzata grafite espandente “flakes” con contenuto minimo 98% di carbonio.
Possono essere facoltativamente usati riempitivi e/o cariche rinforzanti organiche ed inorganiche convenzionali, noti al tecnico del ramo. Esempi di cariche inorganiche sono silicati minerali, come silice, fillosilicati, sfere di vetro, talco, caolino, wollastonite, ossidi di alluminio, ossidi di titanio e ossidi di ferro, gesso, barite e pigmenti inorganici, minerali fibrosi di varia lunghezza come fibre di vetro, fibre di cellulosa, di poliammide, poliacrilonitrile, poliuretano e fibre di poliestere, di carbonio.
I riempitivi inorganici ed organici possono essere utilizzati singolarmente o in miscela in quantità da 0% e 30% in peso riferito al peso totale di tutti i componenti utilizzati per preparare il formulato poliisocianurato.
Il poliisocianurato secondo l’invenzione potrà essere ottenuto mescolando i componenti A ed il componente B oppure tutti i componenti sopra descritti nella quantità tali per ottenere un indice di isocianato tra 300 e 350 a temperatura compresa tra 10 °C e 80°C, preferibilmente tra 30°C e 40°C.
La reazione è esotermica. La miscelazione può avvenire in linea ad alta o bassa pressione oppure con tecniche RIM, in sé note. Ad esempio, per produrre una modanatura, il componente B ed il componente A sono inviati mediante pompe ad un miscelatore continuo in linea ad alta pressione, preferibilmente da 100 a 300 bar ed introdotti sotto pressione premiscelati nello stampo.
Con questo metodo, è possibile riempire stampi di grandi dimensioni anche con complessi percorsi di flusso. Il poliolo e l’isocianato sono ad una temperatura tra 30°C e 120°C, preferibilmente da 50°C a100°C. La temperatura dello stampo è compresa tra 70 e 130 °C, preferibilmente tra 85°C e 110 °C.
L’invenzione potrà essere meglio compresa alla luce dei seguenti esempi, che devono intendersi come illustrativi ma non limitativi dell’invenzione stessa.
Esempi
Preparazione di poliisocianurati
Campione 1
Il componente A poliolo è preparato in un recipiente in cui è precedentemente posto il poliolo poliestere aromatico (Isoexter, Coim, Italia) ed al quale, alla temperatura di circa 30°C, senza raffreddamento o riscaldamento, sotto agitazione, sono aggiunti in successione un tensioattivo copolimero polisilossano modificato polietere (Tegostab, EVONIK), ottoato di potassio in monoetilen glicole (Kosmos, EVONIK) quale catalizzatore di trimerizzazione, un estere dell’acido fosforico (trietilfosfato) e grafite espandente con attivazione acida in flakes quali agenti antifiamma, acqua. Dopo preparazione il componente A può essere conservato a temperatura ambiente, in recipiente chiuso, per circa sei mesi.
Il componente B isocianato è una miscela polimerica basata su 4,4’ difenilmetano di isocianato (MDI) con omologhi ed isomeri, detta miscela polimerica avente funzionalità circa 2,9 e con contenuto di NCO complessivo nel componente B compreso tra 30,5% e 32,5% in peso (Desmodur, Covestro). Il componente B può essere conservato a temperatura ambiente, in recipiente chiuso per evitare la reazione del gruppo isocianato con l’umidità atmosferica, per circa sei mesi.
In un recipiente contenente una quantità nota di componente A è aggiunta, sotto agitazione, una quantità del componente B calcolata in modo da ottenere un indice di isocianato pari a 300. I valori sono riportati in tabella 1. La miscela ottenuta è iniettata nello stampo dove indurisce.
Dopo 5 minuti lo stampo è aperto e dopo 24 ore a temperatura ambiente un provino prismatico di polimero è posto in una stufa, in aria, con un carico di 5g/cm2 posto sulla faccia superiore e sottoposto a riscaldamento in aria secondo la curva temperatura/tempo di EN ISO 1634-1. Il provino carbonizza senza deformarsi, colare, senza formazione di fiamme e/o fumo denso.
Nella tabella 1 sono riassunte le composizioni dei campioni, nella tabella 2 la valutazione degli stessi. La valutazione è eseguita qualitativamente: viene osservata la presenza di fiamme, l’emissione di fumo denso, di fumo leggero, la colatura di polimero dovuta a fusione dello stesso, la deformazione per effetto del proprio peso e del carico applicato. Al provino è richiesto di carbonizzarsi senza deformarsi, colare e senza formazione di fiamme e fumo denso.
Campioni 2 e 3
Con il metodo sopra descritto sono stati preparati i campioni 2 e 3 utilizzando un poliolo poliestere aromatico con funzionalità compresa tra 2 e 2,5, numero di ossidrile 250 mg KOH/g; (ISOEXTER), con un primo catalizzatore N-etil morfolina, un secondo catalizzatore acetato di potassio in dietilenglicole ed un terzo catalizzatore N-idrossi-alchil ammonio quaternario carbossilato in glicole etilenico. Ulteriori componenti e/o caratteristiche sono indicate nella tabella 1, i risultati ottenuti nella tabella 2.
Campioni 4 e 5
Con il metodo descritto nell’esempio 1 sono stati preparati i campioni 4 e 5 utilizzando un poliolo poliestere alifatico/aromatico con funzionalità compresa tra 2,0 e 2,5 (ISOEXTER) con numero di ossidrile 240 mg KOH/g; ottenuto dalla condensazione di glicoli o miscele di glicoli da 2 a 10 atomi di carbonio quali ad esempio glicole etilenico, dietilenico, butandiolo, trimetilolpropano, glicerina, con acidi carbossilici alifatici da 4 a 12 atomi di carbonio quali ad esempio acido adipico, succinico, glutarico, azelaico, sebacico, decanoico, dodecanoico e con acidi carbossilici con almeno un anello aromatico quali ad esempio acido tereftalico o anidride orto-ftalica. Altri componenti come negli esempi 2 e 3, Ulteriori componenti e/o caratteristiche sono indicate nella tabella 1, i risultati ottenuti nella tabella 2.
Campioni 6 e 7
Con il metodo ed i componenti dell’esempio 1 sono stati preparati i campioni 6 e 7 ai quali è stato aggiunto l’agente espandente e tolta la grafite. Ulteriori componenti e/o caratteristiche sono indicate nella tabella 1, i risultati ottenuti nella tabella 2.
Campione 8
Con il metodo sopra descritto è stato preparato il campione 8 utilizzando un poliolo poliestere alifatico con funzionalità compresa tra 2 e 2,5, numero di ossidrile 160 mg KOH/g; (ISOEXTER), ottenuto dalla condensazione di glicoli o miscele di glicoli da 2 a 12 atomi di carbonio, quali ad esempio glicole etilenico, dietilenico, butandiolo, trimetilolpropano, glicerina con acidi carbossilici alifatici da 4 a 12 atomi di carbonio quali ad esempio acido adipico, succinico, glutarico, azelaico, sebacico, decanoico, con un primo catalizzatore N-etil morfolina oppure N,N dimetilcicloesil ammina, un secondo catalizzatore acetato di potassio in dietilenglicole ed un terzo catalizzatore N-idrossi-alchil ammonio quaternario carbossilato in glicole etilenico. Ulteriori componenti e/o caratteristiche sono indicate nella tabella 1, i risultati ottenuti nella tabella 2.
Campione 9
Con il metodo ed i componenti dell’esempio 1 è stato preparato il campione al quale è stato aggiunto l’agente espandente. Ulteriori componenti e/o caratteristiche sono indicate nella tabella 1, i risultati ottenuti nella tabella 2.
Tabella 1
Parti riferite a 100 di poliolo, valori espressi come phr (parts per hundredresin)
C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 C 8 C 9 Poliolo 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Funzionalità poliolo 2 2,5 2,5 2 2 2 2,5 2 2,5 Numero di ossidrile 250 250 250 240 240 250 250 160 250 Ottoato di potassio 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
N-etil morfolina - 0,3 0,3 0,3 1,0 Acetato di potassio - 2 2,5 2,5
N-idrossi-alchil
ammonio quaternario - 0,7 0,7 0,7 carbossilato
Tensioattivo 4 2,5 3,0 3,0 2,5 2,5 4 2,5 2,5 Acqua 0,4 0,5 1,1 1,7 4,8 3,1 5,3 0,9 5,6 Antifiamma
11 10 11 10 10 11 12 11 12 (trietilfosfato)
Grafite espandente 5 5 10 10 10 10 Isocianato 180 180 180 143 180 180 180 120 180 Funzionalità isocianato 2,9 2,7 2,7 2,85 2,85 2,85 2,85 2,85 2,9 NCO % peso in isocianato 31,0 31,0 31,0 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 31,5 Densità kg/m3 400 350 150 100 35 50 30 150 30
Tabella 2
Risultati ottenuti
C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 C 8<C 9>
Fumo denso no no no no no no no si no Fumo leggero no si si si no si si si no Fiamma no no no no no no no si no Colatura no no no si no no no si no Deformazione no si no si no no no si no Esempi di realizzazione di profili per serramenti di sicurezza
Mediante la miscela del campione 1 e del campione 9 sono stati realizzati diversi profili per serramenti di sicurezza, illustrati nelle FIGG.1 – 6. In tali figure, il telaio del profilo è indicato con 10, mentre il poliisocianurato è indicato con 20.
Le figure riguardano:
FIG. 1: profilo per serramenti tagliafuoco con strutture laterali in qualsivoglia materiale, struttura portante centrale cava in cui può essere alloggiata la ferramenta in acciaio, unione tra le parti in poliisocianurato;
FIG. 2: profilo per serramenti tagliafuoco con strutture laterali in qualsivoglia materiale e parte centrale in poliisocianurato con struttura ad U. Nella cavità è posta la ferramenta che può essere ricoperta ad esempio con una lamina fissata a scatto facilmente rimovibile. In questo modo è possibile fare la manutenzione obbligatoria della ferramenta del serramento tagliafuoco senza togliere il serramento dai cardini, semplicemente togliendo la lamina di copertura;
FIG. 3: profilo per serramenti tagliafuoco con strutture laterali in qualsivoglia materiale, struttura centrale portante in pultruso (tratteggio largo), collegamento delle strutture in poliisocianurato (tratteggio stretto). Il poliisocianurato avente composizione come nell’esempio 1 è preparato in situ iniettando nella cavità formata dagli altri elementi preassemblati ed uno stampo esterno. Foro centrale per passaggio della ferramenta;
FIG. 4: profilo per serramenti tagliafuoco ottenuto per adattamento di una struttura non tagliafuoco classica. Strutture portanti laterali tra loro collegate con profili continui di taglio termico (ordinariamente in poliammide), resa tagliafuoco semplicemente riempiendola mediante iniezione di poliisocianurato (in situ) usando la struttura come cassaforma.
FIG.5: prospetto porta tagliafuoco cieca in acciaio.
FIG. 6: sezione verticale della porta di FIG. 5. Isolamento interno in poliisocianurato con densità da 30 kg/m3 a 100 kg/m3 preparato in situ iniettando i componenti nella cavità formata dallo scatolato pre assemblato della porta usato come cassaforma.

Claims (15)

  1. RIVENDICAZIONI 1. L’uso di un poliisocianurato per la realizzazione di profili per serramenti e/o serramenti, in cui il poliisocianurato è preparato a partire da un sistema poliisocianurato che include poliisocianati aromatici e composti aventi gruppi reattivi verso gli isocianati, in cui: - i poliisocianati presentano funzionalità maggiore o uguale a 2,5; e - i composti reattivi verso gli isocianati sono costituiti da polioli aventi gruppi ossidrilici sostanzialmente tutti primari.
  2. 2. Uso secondo la rivendicazione 1, in cui i poliisocianati presentano funzionalità compresa fra 2,7 e 2,9,
  3. 3. Uso secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui i polioli sono di tipo poliestere aromatico.
  4. 4. Uso secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, in cui i polioli presentano funzionalità maggiore o uguale a 2.
  5. 5. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i polioli presentano numero di ossidrile compreso fra 150 mgKOH/g e 350 mgKOH/g.
  6. 6. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui gli isocianati presentano indice di isocianato compreso fra 300 e 350.
  7. 7. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il sistema poliisocianurato include inoltre almeno un agente tensioattivo.
  8. 8. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il sistema poliisocianurato è privo di agenti allungatori di catena.
  9. 9. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il sistema poliisocianurato è privo di ammina terziaria.
  10. 10. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il sistema poliisocianurato include almeno un agente antifiamma.
  11. 11. Uso secondo la rivendicazione precedente, in cui detto agente antifiamma è grafite espandente e/o trietilfosfato.
  12. 12. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il sistema polisocianurato presenta una densità maggiore di 20 kg/m3.
  13. 13. Uso secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i serramenti sono serramenti di sicurezza tagliafuoco, tagliafiamma, tagliafumo o similari.
  14. 14. Un profilo per la realizzazione di serramenti, in particolare serramenti di sicurezza tagliafuoco, tagliafiamma, tagliafumo o similari, comprendente oppure costituito da un poliisocianurato così come definito in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
  15. 15. Un serramento, in particolare cieco di sicurezza tagliafuoco, tagliafiamma, tagliafumo o similari, comprendente oppure costituito da un poliisocianurato così come definito in una qualsiasi delle rivendicazioni dalla 1 alla 13.
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