ADITIVOS IGNIFUGOS NO HALOGENADOS PARA ESPUMA RIGIDA DE POLIURETANO.

Una composición ignífuga para espuma de poliuretano que contiene una cantidad efectiva de al menos un aditivo retardantes de llama del tipo éster fosfato,

correspondiente a la fórmula general: (R 1O) nP(O)(OR 2) 3-n donde n es igual a 1 o 2, R 1 es un grupo alquilo de 1 a 6 átomos de carbono y R 2 es un grupo fenilo, teniendo dicha espuma un índice de isocianato de al menos 100

Aditivos ignífugos no halogenados para espuma rígida de poliuretano.

Antecedentes de la presente invención

La presente invención se refiere a composiciones ignifugadas para espuma rígida de poliuretano y a un proceso para fabricar espuma rígida de poliuretano ignífuga.

Los poliuretanos son polímeros obtenidos por la reacción de un isocianato y un material hidroxilado del tipo poliol. Las espumas rígidas de poliuretano se usan en muchos sectores, por ejemplo, en la industria de la refrigeración, como materiales aislantes en la construcción - por ejemplo para unidades de calefacción o para materiales compuestos de resinas sintéticas - como embalaje, y en general para aislamiento industrial. Normalmente las espumas rígidas de poliuretano tienen que ir provistas de agentes ignifugantes, para cumplir los elevados requisitos de protección al fuego deseables en estos sectores y exigidos a veces por la legislación. Por lo tanto se emplean con frecuencia aditivos retardantes de llama para reducir el riesgo y la magnitud de la combustión de las espumas de poliuretano. Para tal finalidad se conoce una gran variedad de agentes ignífugos, comercialmente disponibles. No obstante, a menudo hay problemas técnicos importantes y objeciones de tipo toxicológico que limitan el empleo de dichos agentes ignífugos.

Los aditivos retardantes de llama empleados normalmente para elaborar espumas de poliuretano ignifugadas suelen contener halógenos. Como ejemplos de retardantes de llama fosforados que se utilizan en la fabricación de poliuretano ignifugado - incluyendo los ésteres fosfóricos halogenados y no halogenados - cabe citar el 2,2-bis(clorometil)trimetilen-bis(bis(2-cloroetil)fosfato), el dimetil-metilfosfonato, el fosfato de trietilo y similares.

En principio se prefieren los sistemas ignifugantes no halogenados por motivos de toxicidad ambiental y también por su mejor comportamiento en cuanto a la densidad y toxicidad de los humos en caso de incendio.

Por tanto hace falta un método efectivo para ignifugar las espumas de poliisocianurato formadas, empleando un retardante de llama eficaz y compatible con el medio ambiente. Se considera que la presente invención satisface esta necesidad.

Resumen de la presente invención

La presente invención se refiere a una composición ignifugada para espumas de poliuretano - como la definida en la reivindicación 1 - que comprende una cantidad efectiva de un retardante de llama, formado por al menos un aditivo de éster fosfórico con grupos funcionales alquilo y arilo, y que tiene un índice de isocianato de al menos 100 aproximadamente.

La presente invención se refiere asimismo a un proceso para elaborar espuma de poliuretano ignifugada - tal como se define en la reivindicación 9 - que consiste en hacer reaccionar un poliol con un isocianato orgánico en presencia de una cantidad efectiva de un retardante de llama, formado por al menos un aditivo de éster fosfórico con grupos funcionales alquilo y arilo, siendo como mínimo 100, aproximadamente, el índice de los componentes isocianato orgánico y poliol.

Las composiciones de espuma de poliuretano ignifugadas de la presente invención están exentas de halógeno reducen los costes y mejoran las propiedades físicas de las espumas de poliuretano. Como muchos aditivos ignifugantes, especialmente los alquilfenilfosfatos, son plastificantes conocidos, la posibilidad de usar menores cantidades de retardantes de llama produce espumas con mejores propiedades físicas.

Según varios aspectos, características y formas de ejecución, que se hacen evidentes a lo largo de la descripción, la presente invención proporciona una composición de espuma de poliuretano ignífuga que incluye productos de alquilarilfosfato.

Descripción detallada de la presente invención

Se establece una composición ignifugada para espumas de poliuretano, como la definida en la reivindicación 1, que comprende una cantidad efectiva de un retardante de llama, formado por al menos un aditivo de éster fosfórico con grupos funcionales alquilo y arilo, y tiene un índice de isocianato de al menos 100 aproximadamente.

También se establece un proceso para elaborar una composición ignifugada de espumas de poliuretano, como el definido en la reivindicación 9, que consiste en hacer reaccionar un poliol con un isocianato orgánico en presencia de una cantidad efectiva de un retardante de llama formado por al menos un aditivo de éster fosfórico con grupos funcionales alquilo y arilo, siendo al menos 100 aproximadamente el índice de los componentes isocianato orgánico y poliol.

A continuación se describe cada componente de la composición ignifugada para espumas de poliuretano conforme a la presente invención.

Poliisocianato

Conforme a la presente invención se pueden usar varios isocianatos orgánicos como materiales de partida. Los isocianatos pueden ser tipos alifáticos, alicíclicos y aromáticos ya conocidos, así como mezclas de al menos dos de estos tipos y pueden emplearse individualmente o en combinaciones de dos o más de ellos, ya sea del mismo o distinto tipo. Por tanto se pueden utilizar los isocianatos corrientemente empleados para producir poliuretanos. Como ejemplos no excluyentes de isocianatos adecuados para usar en la presente invención cabe citar diisocianatos aromáticos tales como 2,4-tolilendiiso-cianato, 2,6-tolilendiisocianato, tolilendiisocianato crudo, difenilmetandiisocianato y difenilmetandiisocianato crudo; triisocianatos aromáticos tales como 4,4',4''-trifenilmetan-triisocianato y 2,2',6-tolilentriisocianato; tetraisocianatos aromáticos tales como el 4,4'-dimetildifenilmetan-2,2',5,5'-tetraisocianato; isocianatos alifáticos tales como el hexametilen-1,6-diisocianato; isocianatos alicíclicos tales como el difenilmetandiisocianato hidrogenado; y otros diisocianatos tales como m-fenilendiisocianato, naftilen-1,5-diisocianato, 1-metoxifenil-2,4-diisocianato, 4,4'-bifenildiisocianato, 3,3'-dimetoxi-4,4'-bifenildiisocianato y 3,3'-dimetildifenil-metan-4,4'-diisocianato. Entre los diversos isocianatos que pueden utilizarse los preferidos son 2,4-tolilendiisocianato, 2,6-tolilendiisocianato, tolilendiisocianato crudo, difenilmetandiisocianato, difenilmetandiisocianato crudo, hexametilen-1,6-diisocianato y difenilmetandiisocianato hidrogenado.

En una forma de ejecución de la presente invención, los isocianatos para usar en la presente invención son productos poliméricos de difenilmetandiisocianato. Estos isocianatos se designan normalmente como tipos de MDI y están disponibles en el comercio con funcionalidades de 2,0 hasta 3,2.

En una forma de ejecución de la presente invención los componentes isocianato orgánico y poliol se combinan en una proporción tal, que da lugar a un índice de isocianato comprendido aproximadamente entre 100 y 400. En otra forma de ejecución de la presente invención los componentes isocianato orgánico y poliol se combinan en una proporción tal, que da lugar a un índice de isocianato comprendido aproximadamente entre 175 y 350. En otra forma más de ejecución de la presente invención los componentes isocianato orgánico y poliol se combinan en una proporción tal, que da lugar a un índice de isocianato comprendido aproximadamente entre 200 y 300.

Poliol

Los polioles usados en la práctica de la presente invención pueden ser cualquier compuesto que contenga al menos dos grupos funcionales capaces de reaccionar con isocianatos para preparar un poliisocianurato. Estos grupos funcionales contienen al menos un átomo de hidrógeno activo, tal como está definido por la reacción de Zerewittinoff. El átomo de hidrógeno activo es generalmente un átomo de hidrógeno unido a un átomo de oxígeno, de nitrógeno o de azufre, y preferentemente es el átomo de hidrógeno de un grupo hidroxilo.

Como polioles apropiados entran en consideración, sin limitarse a ellos, compuestos de tipo alifático, sacárido o aromático cuya molécula posee dos o más grupos hidroxilo, y mezclas de los mismos, tales como polioles poliéter, polioles poliéster y aceite de ricino. Estos polioles, que se emplean habitualmente en la producción de poliuretanos, también se pueden usar de manera similar. Los polioles empleados pueden ser de peso molecular bajo o elevado. Los ejemplos concretos de polioles poliéter, incluyen aquellos compuestos que tienen estructuras de compuestos con hidrógeno activo, tales como alcoholes polihídricos, fenoles...

1. Una composición ignífuga para espuma de poliuretano que contiene una cantidad efectiva de al menos un aditivo retardantes de llama del tipo éster fosfato, correspondiente a la fórmula general:

(R₁O)_nP(O)(OR₂)_3-n

donde n es igual a 1 o 2, R₁ es un grupo alquilo de 1 a 6 átomos de carbono y R₂ es un grupo fenilo, teniendo dicha espuma un índice de isocianato de al menos 100.

2. La composición ignífuga para espuma de poliuretano de la reivindicación 1, en que el éster fosfato se elige del grupo constituido por fosfato de dietil-fenilo, fosfato de etil-difenilo, fosfato de di-n-propil-fenilo, fosfato de n-propil-difenilo, fosfato de di-n-butil-fenilo, fosfato de n-butil-difenilo, fosfato de di-isobutil-fenilo, fosfato de isobutil-difenilo, fosfato de di-n-pentil-fenilo, fosfato de n-pentil-difenilo, fosfato de di-n-hexil-fenilo, fosfato de n-hexil-difenilo.

3. La composición ignífuga para espuma de poliuretano de la reivindicación 2, en que el éster fosfato se elige del grupo formado por (a) una mezcla de fosfato de n-butil-difenilo, fosfato de di-n-butil-difenilo, fosfato de trifenilo; (b) una mezcla de fosfato de isobutil-fenilo, fosfato de diisobutil-fenilo, fosfato de trifenilo; (c) una mezcla de fosfato de di-n-butil-fenilo, fosfato de n-butil-difenilo, fosfato de tributilo; y (d) una mezcla de fosfato de diisobutil-fenilo, fosfato de isobutil-difenilo, fosfato de triisobutilo.

4. La composición ignífuga para espuma de poliuretano de la reivindicación 1, cuyo contenido de éster fosfato presente en la composición formadora de dicha espuma es aproximadamente del 1 al 6 por ciento en peso, preferiblemente del 2 al 4 por ciento en peso, respecto al peso total de los componentes de la espuma de poliuretano.

5. La composición ignífuga para espuma de poliuretano de la reivindicación 1, cuya densidad es inferior, aproximadamente, a 40 kg/m³ (2,50 libras por pie cúbico).

6. La composición ignífuga para espuma de poliuretano de la reivindicación 5, cuya densidad es superior, aproximadamente, a 20 kg/m³ (2,50 libras por pie cúbico).

7. La composición ignífuga para espuma de poliuretano de la reivindicación 1, cuyo índice es de al menos 200 aproximadamente.

8. La composición ignífuga para espuma de poliuretano de la reivindicación 1, que además lleva, al menos, un componente adicional elegido del grupo constituido por poliisocianato, poliol, catalizador, agente propelente, tensioactivo y agente de reticulación.

9. Un proceso para elaborar una composición ignífuga para espuma de poliuretano según una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, que consiste en hacer reaccionar un poliol con un isocianato orgánico en presencia de una cantidad efectiva del aditivo retardante de llama tipo éster fosfato definido en la reivindicación 1, siendo el índice de los componentes isocianato orgánico y poliol igual a 100, aproximadamente.